مقاله در مورد محاسبه ومقایسه دز انتگرال قلب در رادیوتراپی مری با سه انرژی فوتون متفاوت به کمک تصاویر سیمولیشن CT و طرح درمان کامپیوتری

word قابل ویرایش
37 صفحه
8700 تومان
87,000 ریال – خرید و دانلود

محاسبه ومقایسه دز انتگرال قلب در رادیوتراپی مری با سه انرژی فوتون متفاوت به کمک تصاویر سیمولیشن CT و طرح درمان کامپیوتری

مقدمه:سرطان مری، یکی از سرطانهای شایع در کشور ما می‌باشد]۱[، بطوریکه ایران در زمره کشورهایی قرار دارد که دارای بالاترین میزان اینگونه سرطانها می‌باشد. رادیوتراپی یکی از روشهای درمانی (جراحی – رادیوتراپی – شیمی درمانی) می‌باشد که جهت درمان و تسکین از آن استفاده می‌شود.

در رادیوتراپی مری قلب و نخاع اندامهای بحرانی محسوب شده، ازعوامل محدود کننده درمان هستند. برای پرتو درمانی سرطان مری تکنیکهای مختلفی وجود دارد که یکی از آنها تکنیک درمانی دو فیلد (قدام – خلف) می‌باشد. باتوجه به قرار گیری قلب و نخاع در میدان این روش درمانی و نیز دز بکار گرفته شده، مطالعه پارامترهای فیزیکی این دو ارگان مهم است.

مواد و روشها: با استفاده از تصاویر CT اسکن و طرحهای نقشه درمانی کامپیوتری هر مقطع، انرژی جذب شده در بافتهای مختلف (نخاع، هدف، قلب) در ده بیمار به صورت جداگانه برای دستگاههای پرتو درمانی کبالت-۶۰ و شتابدهنده با باریکه انرژیهای MV 6 وMV 10 در تکنیک درمانی قدام – خلف مورد بررسی قرار گرفت و نتایج با یکدیگر مقایسه شد. در این مقاله پارامترهای دز جذبی و دز انتگرال درقلب برای سه انرژی مذکور در درمان کانسر مری به همراه هیستوگرامهای دز-حجم(DVH) بررسی شدند.

نتایج:درمان به کمک شتابدهنده با انرژی MV 10 در مقایسه با درمان به کمک کبالت-۶۰ ،شامل این مزایا می باشد:
(الف)-کاهش دز نقطه ماکزیمم درحجم تابشی(Irradiated volume) در تمام بیماران (در بیشترین حالت ۲۵%).
(ب)-توزیع دزیکنواخت تر داخل هدف در تمام بیماران. (ج)-کاهش دز تجمعی (Integral Dose) قلب در تمام بیماران(در بیشترین حالت ۹/۸% کاهش نسبت به کبالت). (د)-کاهش حجمی ازقلب که دز های بالاتر را دریافت می کند در تمام بیماران(تغییر کاملا محسوس می باشد)
بحث:استفاده از شتابدهنده در باریکه انرژی MV10 به جای کبالت، جهت درمان تومورهای ناحیه مدیاستن مناسبتر می باشد.نیاز به شتابدهنده برای درمان سرطان مری بخصوص در بیماران درشت جثه ضروری تر است.

کلمات کلیدی:پرتو درمانی،دز تجمعی،دز قلب،طرح درمان کامپیوتری،سی تی سیمولاتور

مقدمه:

در بهینه کردن طراحی درمان در رادیوتراپی،برآورد دز انتگرال نقش مهمی برای تصمیم گیری در انتخاب انرژی،ابعاد فیلدها و تعداد فیلدها دارد.به عنوان یک قاعده کلی باید سعی کرد که دز انتگرال بافتهای سالم حداقل ممکن باشد به شرطی که تومور، دز کافی و یکنواخت دریافت و دز اندام بحرانی از حد تحمل بیشتر نباشد]۲[.بررسی ها نشان می دهد روش درمانی چرخشی در تومورهای با قطر کمتر از ۶ سانتی متر ،روش مطلوبی است ]۳[ (Afana و همکاران ) ،ولی در

تومورهای با حجم بزرگتر ،مناسب نیست.در بررسی دز انتگرال نخاع توسط Cornوهمکاران]۴[ معلوم شد وضعیت خوابیده به شکم(Prone) نسبت به طاقباز(Supine) ،ترجیح دارد.در بررسی دیگر Roth ]5[ نتیجه گیری کرد که دز انتگرال نسبی هدف، به تنهایی نمی‌تواند تعیین کننده روش درمانی مناسب باشد وپارامترهایی از قبیل توزیع دز، دز جذبی و اندام های بحرانی مهمتر می‌باشند.پور فلاح]۶[ در طراحی درمان برای محاسبه دز سرویکس،دز انتگرال هدف و رکتوم در تکنیکهای مختلف رادیوتراپی ،را مورد بررسی قرار دادو به این نتیجه رسید که دز انتگرال بافتهای سالم در تکنیک ۶ فیلد ،کمترین ودر تکنیک باکس (Box) بیشترین مقدار را دارد .دز انتگرال و هیستوگرام حجم-دز

قلب(DVH) توسط Cornesوهمکاران ]۷[ در سال ۲۰۰۲ودر بیمارستان رویال مارسدن با یک باریکه انرژی یکسان و در هشت بیمار در دزدرمانی cGy 5040 در ۲۸ جلسه مورد مطالعه قرار گرفت.(مقاله Estro) .
ندائی و همکاران ]۸[،در بخش فیزیک رادیوتراپی بیمارستان امام خمینی،دز انتگرال نخاع،ریه و هدف را در درمان مری میانی با تکنیکهای دو فیلدمقابل (POP) ،سه فیلد با و بدون وج باسیستم درمانی کبالت را محاسبه و به این نتیجه رسیدند که در تکنیک POP دز انتگرال نخاع بیش از سایر تکنیکهاست، ولی دز انتگرال هدف در همه تکنیکها اختلاف زیادی ندارند.
در مقاله حاضر، دز انتگرال وDVH قلب دردرمان مری با تکنیک دو فیلد موازی مخالف که رایجترین روش درمان در مراکزدرمانی ایران برای تمام دز و یا تا دو سوم کل دز می باشد مورد بررسی قرار می گیرد.

مواد و روش کار:
در این تحقیق، ده بیمار مبتلا به سرطان مری میانی از نوع S.C.C. انتخاب شدند و ازهمه آنها اسکن CT در ناحیه مری به عمل آمد. تعداد مقاطع CT حداقل ۱۲ وحداکثر ۲۰ مقطع، با ضخامت هر مقطع ۱۰ میلی متر بود.برای نمایان ساختن مری در تصویر رادیوگرافی ومحل CTV ازماده حاجب اروگرافین بسیار رقیق خوراکی استفاده شد.تصاویر CT در وضعیت خوابیده به شکم تهیه شد،چون در این وضعیت فاصله مری تا نخاع (اندام حساس)نسبت به وضعیت طاقباز ،بیشتر است.]۴[. بعد

از انجام CT اسکن وآماده شدن تصاویر،متخصص رادیوتراپی با توجه به داده های تصویردر هر مقطع و تجربه کلینیکی، CTV وPTV ونیز قلب را به عنوان اندام مورد بررسی و با رعایت حاشیه مطمئن در تمام مقاطع لازم مشخص نمود.در مرحله بعد اطلاعات تصاویر با کمک دیجیتایزر به سیستم کامپیوتری نوکلئوترون (با نرم افزار PLATO-Version 2.1 )وارد شدعلاوه بر آن دانسیته حجمی بافتها براساس توصیه‌های ICRU ]9[،برای ریه ۲۶/،۰ ، هدف ۰۳/۱ ،جسم مهره ۳۳/۱ و قلب ۱

،گرم بر سانتی متر مکعب تعیین شد.از هر مقطع ابتدا کانتور خارجی بیمار و سپس هدف (PTV)، ریه، ستون مهره‌ها وقلب نقطه به نقطه، با استفاده ازدیجیتایزر به کامپیوتر طرح درمان وارد شدند.ابعاد میدان باریکه اشعه (عرض وطول)به گونه ای انتخاب گردید کهPTV را در تمام مقاطع پوشش دهد.زاویه گانتری صفر و ۱۸۰ درجه وزاویه کلیماتور صفر انتخاب گردیدند.منحنی های ایزودز

نسبت به مرکز در مقطع مرکزی نرمالیزه و سپس ایزودزها از ۱۴۰% تا ۵۰% و با فواصل ۱۰% رسم شدند.از هر مقطع یک نسخه پلات تهیه شده وسپس اسکن گردید که فرمت فایلهای اسکن شده به صورت Jpeg با قدرت تفکیکdpi 200 و ابعاد تصویر۱۷۰۰ * ۲۳۴۰ نقطه بود.برای محاسبه دز تجمعی از رابطه زیر استفاده گردیدکه در آن n برابر تعداد سطح مقطع ها، l نوع بافت، i تعداد ایزودزها، Di دز مطابق با ایزودز، Si-Si-1 سطح بین دو ایزودز i, i-1 و l دانسیته بافت نوع l و dn ضخامت سطح مقطع n می‌باشد

.بنابراین برای محاسبه دز تجمعی باید تعداد و نوع بافتها و نیز سطح هرکدام از بافتها در فاصله بین دو ایزودز متوالی تعیین شود. جرم حجمی هر نوع بافت براساس توصیه ICRU ]8[درنظر گرفته شود ضمن اینکه ضخامت سطح مقطع برابر فاصله دوتصویر متوالی CT از هم ‌باشد.
جهت محاسبه سطوح هریک از اندامهای مورنظر در هر مقطع، روشهای مختلفی مانند استفاده از پلانی متر استفاده از نرم افزارهای GIS و یانوشتن و تهیه کردن یک برنامه،امکان پذیر است. هرکدام از این روشها معایب و محاسنی دارند از جمله اینکه روش اول بسیار وقت گیر است و با گذشت زمان، خطای کاربر به آن اضافه می‌گردد روش دوم پروسه‌ای طولانی دارد ولی خطای کاربر موثر نمی‌باشد و روش سوم که استفاده از آن بسیار ساده بوده و خطای کاربر هیچ دخالتی در آن ندارد.
در این بررسی یک برنامه در محیط برنامه نویسی Visual Basic و با کمک ابزارهای موجود در VB6

تکمیل گردید. این برنامه از یک الگوریتم برگشتی(Recursive) جهت شمردن تعداد پیکسل های داخل یک محیط بسته استفاده می‌کند که باتوجه به مساحت هر پیکسل، در نهایت مساحت محیط بسته را حساب می‌کند..از مزایای این برنامه قابلیت تکرار پذیری بدون ایجاد خطا، قابلیت رنگ آمیزی مساحت حساب شده جهت جلوگیری از محاسبه مجدد، قابلیت اجرای برنامه روی سیستم عامل ویندوز ۹۸ به بالا و حجم بسیار کم برنامه در حد ۴/۱ مگابایت و قابلیت استفاده از ابزارهای ویرایش تصویر گنجانده شده در آن است وضمنا سورس برنامه در اختیار بوده وهر تغییری که مفید باشد م

ی توان در آن اعمال نمود.بعد از اینکه مساحتهای قلب و هدف را به تفکیک نوع بافت و دز دریافتی برای تمام مقاطع هر ده بیمار حساب کردیم در نرم افزارMicrosoft Excel این مساحتها را در جدولهایی وارد نموده واز فرمول محاسبه دز انتگرال استفاده شد.در این مرحله نمودارهای هیستوگرام دز-حجم (DVH) را برای قلب و هدف و نخاع رسم کردیم به جهت کنترل واردنمودن صحیح مساحتها به برنامه Excel ،مساحت هر ارگان در هر مقطع را برای سه انرژی مورد بحث به دست آورده و با هم مقایسه کردیم که در حد یک یا دو درصد خطا قابل قبول است و اختلاف معنی دار بین آنها به معنی عدم ورودصحیح اطلاعات ‌می باشد.

نتایج:
بعد از جمع آوری داده های تمام بیماران،منحنی های DVH مربوط به قلب و هدف ونیز نمودار مقایسه ای انتگرال دز قلب برای تمام بیماران رسم گردید.نتایج مربوط به انتگرال دزقلب و ماکزیمم دز در داخل قلب را برای بیمار شماره ۲ با کمترین ضخامت و بیمار شماره ۱۰ با ضخامت متوسط وبیمار شماره ۵ با بیشترین ضخامت را به صورت مقایسه ای در جدول شماره ۱ مشاهده می کنید.لازم به ذکر است که در مواردی که ماکزیمم دز در داخل قلب برای باریکه انرژیهای MV6 و MV10 یکی می باشد،مساحتی از قلب که این دز را دریافت می کند در MV6 نسبت بهMV 10 بیشتر است

. در ادامه وبا مقایسه پارامترهای فوق در بین بیماران، بیمار شماره ۵ که دارای بیشترین تمایزمیان نتایج سه باریکه فوتونی مورد بررسی،بود جهت ارائه نتایج و بحث انتخاب گردید.شکل شماره ۱ نمودار مقایسه ای انتگرال دز قلب برای بیمار شماره ۵ در سه باریکه انرژی کبالت-۶۰ ،شتابدهنده با انرژیهای MV 6 و MV 10 را نشان می دهد. در جدول شماره ۲ نتایج درصد حجم واقع در ناحیه دز های مختلف(DVH)،برای عضله قلب در بیمار شماره ۵ را مشاهده می کنید .همین نتایج را به صورت منحنی در شکل شماره ۲ داریم.در جدول شماره ۳ عینا همان پارامترها برای درصدهای

حجمی هدف (PTV) داریم،ضمن اینکه این نتایج را به صورت منحنی در شکل شماره ۳ می بینید. نتیجه بررسی دز تجمعی در این بیمار شاخص( بیمار شماره ۵) که از شکل شماره ۱ استخراج گردیده به قرار زیر است :کاهش دز تجمعی قلب در کبالت نسبت به MV 10 برابر % ۱/۵ (نسبت به رژیم درمانی ۶۰۰۰ سانتی گری) و % ۹/۸ نسبت به همدیگر می باشد. . نکته دیگر در بررسی منحنی ها و جداول (شکل شماره ۲) این است که با افزایش انرژی حجمهای کمتری از قلب، دزهای بالاتر را دریافت می‌کنند این مطلب به تفصیل در جدول شماره ۴ و برای بیمار شماره۵ بیان گردیده . در انتها یادآور می گرددکه دقت نظری برنامه محاسبه مساحت ، در حد ۴ –۱۰ × ۶۱۲/۱ سانتی متر مربع برآورد می شود)مساحت یک پیکسل با این رزولوشن) ولی در بررسی ها جهت تعیین دقت پروسه ، متشکل ازمراحل دیجیتایزکردن مقاطع CT ، رسم توسط پلاتر ،اسکن و محاسبه مساحت توسط برنامه مذکور که روی تصاویر با مساحت مشخص انجام گرفت،میانگین خطا ۰۵/۵- درصد به دست آمد:

 

شکل شماره ۱-مقایسه انتگرال دز قلب در یک بیمار ضخیم(شماره ۵) با دستگاههای کبالت و شتابدهنده با انرژیهایMV 6 وMV 10

ماکزیمم دز در داخل قلب

(Gy.kg) دز انتگرال قلب

۱۰MV
6MV
کبالت-۶۰

۱۰MV

۶MV

کبالت-۶۰

۱۰۵
۱۰۵

۱۱۵

۱۴/۱۷
۲۸/۱۷
۳۴/۱۷
بیمار شماره ۲ با کمترین ضخامت
(ضخامت ۱۷ سانتی متر)

۱۰۵
۱۰۵
۱۲۵
۷۹/۲۸
۴۳/۲۹
۵۵/۳۰ بیمار شماره ۱۰ با ضخامت متوسط
(ضخامت ۲۱ سانتی متر)

۱۱۵
۱۲۵
۱۴۰
۶۶/۵۱
۱۷/۵۴
۳۳/۵۵ بیمار شماره ۵ با بیشترین ضخامت
(ضخامت ۷/۲۳ سانتی متر)
جدول شماره ۱ – انتگرال دزقلب و ماکزیمم دز داخل قلب به صورت مقایسه ای بین بیماران شماره (۲ و ۱۰ و ۵)
جدول شماره ۲ –نتایج درصد حجم واقع در ناحیه دزهای مختلف(DVH) برای عضله قلب در یک بیمار شاخص شده
جدول شماره ۳ –نتایج درصد حجم واقع در ناحیه دزهای مختلف(DVH) برای هدف (PTV) در یک بیمار شاخص
۹۰ ۸۴ ۷۸ ۷۲ ۶۶ ۶۰ ۵۴ ۴۸ ۳۶ ۳۰ دز (گری )

۲۹۱/۰
۵۲/۳
۵۷/۱۹
۱۹/۴۸
۴۵/۷۴
۰۲/۸۷
۸۹/۹۲
۵۹/۹۴
۴۹/۹۵
۱۰۰ درصد حجم درگیر در انرژی کبالت-۶۰

۰
۰
۵۲۱/۰
۵۲/۱۶

۶۹/۵۹
۹۵/۸۸
۱۱/۹۲
۴/۹۳
۴۸/۹۴
۱۰۰ درصد حجم درگیر در ۶MV انرژی

۰
۰
۰
۹۳۶/۱
۳۱/۳۵
۲۴/۸۶
۵/۹۱
۰۹/۹۳
۳۳/۹۴
۱۰۰ درصد حجم درگیر در ۱۰MV انرژی

۹۰ ۸۴ ۷۸ ۷۲ ۶۶ ۶۰ ۵۴ ۴۸ ۳۶ ۳۰ دز (گری )

۰
۲۳۹/۰
۷۱۸/۲
۲۳/۱۱
۸۵/۳۶
۵۵/۸۸
۸۶/۹۹
۹۵/۹۹

۹۷/۹۹
۱۰۰ درصد حجم درگیر در انرژی کبالت-۶۰

۰
۰
۰
۱۶۷/۲
۸۳/۲۲
۲۶/۸۷
۸۸/۹۹
۸۸/۹۹
۹۲/۹۹
۱۰۰ درصد حجم درگیر در ۶MV انرژی

۰
۰
۰
۷۲۷/۰
۵۹۷/۹
۰۶/۸۴
۶۹/۹۹
۸۲/۹۹
۹۴/۹۹
۱۰۰ درصد حجم درگیر در ۱۰MV انرژی

انرژی درصد حجم قلب دز دریافتی قلب

کبالت-۶۰ ۵۲/۳%
۵۷/۱۹%
۱۹/۴۸% cGy 8400
cGy 7800
cGy 7200

MV 6 —–
52/0%
52/16% cGy 8400
cGy 7800
cGy 7200

MV 10 —–
—–
93/1% cGy 8400
cGy 7800
cGy 7200
جدول شماره ۴-دز دریافتی توسط حجمهای قلب (بازاء نقطه مرجع در هدف cGy 6000 ) در انرژیهای سه گانه مورد بررسی ،استخراج شده ازجدول شماره ۲

شکل شماره ۲-نمایش DVH قلب در سه انرژی کبالت-۶۰ ،MV 6 وMV 10 در یک بیمار شاخص شده (برای رسم این منحنی از مقادیر جدول شماره ۲ استفاده گردیده)

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 37 صفحه
87,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد