بخشی از مقاله
چکیده
تصویربرداري سیتی یک عامل مهم در افزایش دز ناشی از پرتودهی در پزشکی است و یک روش مناسب براي کمینه کردن میزان دز، استفاده از حفاظ براي انداهاي حساس سطحی است. از طرفی، استفاده از حفاظ ممکن است بر کیفیت تصویر اثر بگذارد.
براي بررسی تاثیر حفاظگذاري بر مقدار دز دریافتی، از روش مونتکارلو و فانتوم وکسل کودك 11 سال ایرانی استفاده شد و حفاظ بر روي اندامهاي سطحی قرار گرفت. نتایج نشان داد که دز جذبی اندامهاي که با قرار گرفتن حفاظ سربی تحت پرتو قرار میگیرند کاهش قابل ملاحظهاي دارد که بیشینه آن براي چشم در ولتاژ 80 kVp حدود %62 محاسبه شد.
همچنین، براي مطالعه تغییرات کیفیت تصویر با اعمال حفاظ، از فانتوم استوانهاي استفاده شد و میزان واحد هانسفیلد و نوفه تصویر بررسی شد. با توجه به نتایج، نوفههاي ایجاد شده به دلیل حفاظ تا حدي باعث سردرگمی میشود، اما اگر اندامهاي سطحی هدف تصویربرداري نباشند، استفاده از حفاظ در تفسیر تصویر نقشی ندارد.
مقدمه
حساس سطحی میباشد. استفاده از حفاظ براي کاهش دز اندامها یک روش پذیرفته شده براي کاهش دز ناشی از در اوایل دهه 2000 آغاز شد. فریک و همکارانش مقدار کاهش دز تصویربرداريهاي رادیوگرافی استفاده از حفاظ براي اندام هاي سینه را با استفاده از دو لایه حفاظ بیسموت در تصویربرداري شکم و قفسه سینه بیماران کودك دختر، بررسی کردند.
نتایج آنها نشان داد که استفاده از حفاظ، دز جذب شدهترتیبدرریه و سینه را به حدود %6/7 و %29 کاهش میدهد، بدون اینکه روي کیفیت تشخیص اثر بگذارد .[1] در سال 2007، دز دریافتی چشم در تصویربرداري سر با حفاظ و بدون حفاظ بیسموت اندازهگیري شد. کاهش میانگین دز به دلیل استفاده از حفاظ در ولتاژهاي kVp
100، 120 kVpو 140 kVp به ترتیب برابر، 41،% %42 و %39 محاسبهالشد .در سه بخش رادیولوژي در اسلواکی، دز رسیده به تیروئید و چشم با استفاده از حفاظ بیسموت بررسی شد. کاهش دز چشم بین 56 تا %65 و بیشینه کاهش دز تیروئید حدود %25 به دست آمد. با استفاده از حفاظ، کاهش قابل اغماضی در کیفیت تصویر مشاهده شد .
با در نظر گرفتن این مطلب که دز ناشی از تصویربرداري سیتی در اندامهاي حساس سطحی که به طور مستقیم یا غیرمستقیم تحت پرتو قرار می گیرند، زیاد است و استفاده از حفاظ باعث کاهش قابل توجه دز ناشی از تابش مستقیم یا غیرمستقیم میشود؛ پس از این میزان تغییرات در دز جذبی و کیفیت تصویر در استفاده از حفاظ بیسموت یا سرب روي چشم، تیروئید و بیضه فانتوم پسر 11 سال ایرانی محاسبه خواهد شد.
روش محاسبات و اندازهگیري
براي ساخت فانتوم کودك ایرانی از عکسهاي امآرآي تمام بدن پسر داوطلب 11 سال ایرانی استفاده شد. بافتها و اندامها در تصاویر توسط یک رادیولوژیست مشخص شدند. مرزبندي بافتها و اندامها توسط نرم افزار 3D-DOCTOR و به صورت دستی انجام شده و حدود 104 بافت و اندام مختلف شناسایی و مرزبندي شدند. با استفاده از تصاویر مرزبندي شده، مدل پلیگون مش اندامها ساخته شد. در کد MCNP تعریف هندسه به صورت سطوح مش وجود ندارد. بنابراین، براي وارد کردن مدل کودك به کد، لازم است تا آن را به مدل وکسلی تبدیل کنیم. بنابراین هر کدم از اندامها توسط یک برنامه فرترن وکسلسازي شده و آرایهاي شامل تمام این وکسلها ساخته شد. در نهایت سه فانتوم وکسل کودك ایرانی ایجاد شد. در شکل شماره 1 فانتوم پسر 11 سال ایرانی نمایش داده شده است.
شکل :1 فانتوم پسر 11 سال ایرانی.
براي تعریف چشمه در MCNP از روش خورشید و همکارانش استفاده شد [4] و تصویربرداري سیتی، با پرتودهی مجموعهاي از برشهاي پیوسته با ضخامت 1 cm توسط اشعه ایکس گسیلی از چشمه هایی روي دایرهاي اطراف فانتوم شبیهسازي شد و با مقایسه نتایج گزارش شده با دیگران مدل تایید شد .
براي شبیهسازي حفاظ بر روي اندامها، حفاظ سربی بر روي اندامهاي سطحی شبیهسازي شد، بهطوریکه ابعاد حفاظ طوري باشد که اندام سطحی مورد نظر را بپوشاند و از عرض فانتوم بیشتر نباشد.در بررسی قبلی ما نمایش داده شد که ضخامت بهینه حفاظ سربی براي اندامهایی که مستقیما تحت پرتو قرار میگیرند، mm
0/2 است .[6] در شکل 2 حفاظ قرار داده شده بر روي چشم پسر 11 سال نمایش داده شده است.
سپس مقدار دز جذبی اندامها با حفاظ و بدون حفاظ در سه ولتاژ مختلف محاسبه شد. دز جذبی با استفاده از تالی F6 محاسبه شد.
همچنین، توزیع دز در تمام اندامهاي قرار گرفته در زیر حفاظ با استفاده از مش تالی نوع سوم تعیین شد.
براي بررسی اثر استفاده از حفاظ بر کیفیت تصویر، یک فانتوم استوانهاي ساده همراه با حفاظ سربی با ضخامتروي 0/2 mm که سطح خارجی آن قرار داده شد، تحت تصویربرداري سیتی قرار گرفت.
شکل :2 حفاظ سربی شبیهسازي شده بر روي چشمهاي پسر 11 سال ایرانی.
این فانتوم استوانهاي براي بررسی کیفیت تصاویر خروجی از دستگاه سیتی استفاده میشود و از چند بخش آب - با دیواره از جنس پلکسیگلس - ، بخش آلومینیومی و بخش فولاد ضد زنگ تشکیل شده است. تصویربرداري در حالت با حفاظ و بدون حفاظ در ولتاژ 80 kVp در مرکز رادیوتراپی و غده شناسی رضا در مشهد
شکلانجام شد. در 3 فانتوم کالیبراسیون نمایش داده شده است.
شکل :3 فانتوم کالیبراسیون بدون حفاظ
براي بررسی تغییرات در کیفیت تصویر در حالت با حفاظ نسبت بدون حفاظ، اعداد سیتی در نواحی تحت تصویربرداريبررسی شد. بدین منظور، پنج ناحیه مربعی شکل با مساحت حدود 6 cm2 در یک ناحیه همگن از فانتوم - استوانهاي از جنس پلکسیگلس محتوي آب - انتخاب شده و واحد هانسفیلد میانگین و انحراف از معیار از مقدار میانگین در هر ناحیه محاسبه شده است که میتوان آن را به عنوان تخمینی از نوفه در نظر گرفت .
نتایج
میزان دز جذبی چشمها، تیروئید و بیضهها بدون حفاظ و با حفاظ سربی در سه ولتاژ 80 kVp، 100 kVpو 120 kVpدر جدول 1 نمایش داده شده است. در برنامه مونتکارلو 2 × 109 ذره ترابرد شد و خطاي شبیه سازي براي چشم کمتر از %2 و براي تیروئید و بیضه کمتر از %5 بود.
جدول :1 تغییرات در میزان دز جذبی چشمها، تیروئید و بیضهها بر حسب
با توجه به جدول، میزان کاهش دز قابل توجه است، خصوصا براي چشم ها که کاملا در محدوده تصویربرداري قرار دارند. علاوهبراین مشاهده میشود که در ولتاژهاي پایینتر اثر استفاده از حفاظ بر کاهش دز بیشتر است. در ولتاژ 80 kVp، میزان کاهش دز چشم، تیروئید و بیضه به ترتیب تقریبا %62، %18 و %58 میباشد. مقدار توزیع دز در اندامهاي قرار گرفته در اسکن سر در ولتاژ 80 kVp بدون حفاظ و با حفاظ در شکل 4 نمایش داده شده است.
شکل :4 توزیع دز - mGy/mAs - در ولتاژ 80 kVp در اسکن سر سمت راست بدون حفاظ و سمت چپ با حفاظ سربی
