بررسی تاثیر انرژی باریکه فوتونی و اندازه نانو‌ذرات طلا بر میزان افزایش دز هدف در پرتودرمانی خارجی با استفاده از روش مونت‌کارلو

  سابقه و هدف: بررسی تاثیر ابعاد مختلف نانوذرات طلا بر ضریب افزایش دز جذبی هدف هنگام پرتودرمانی خارجی با باریکه‌های فوتونی در بازه‌ای از انرژی‌های کیلوولت تا مگاولت با استفاده از روش شبیه‌سازی مونت‌کارلو. مواد و روش‌ها: برای شبیه‌سازی برهمکنش پرتوهای فوتونی در انرژی‌های مختلف با محلول آب حاوی نانو‌ذرات طلا واقع در یک ناحیه‌ی در بردارنده تومور، از کد MCNPX استفاده شد. ابتدا، فانتوم آبی که در آن توموری به ابعاد 3cm 1×1×1 به عنوان هدف تعریف شده و حاوی نانوذرات طلا بود شبیه‌سازی شد. سپس ضریب افزایش دز ماکروسکوپیک ناشی از نانوذرات طلا به ابعاد مختلف، شامل 15، 50 و 100 نانومتر، در ناحیه هدف با غلظت ثابت 7 میلی‌گرم بر گرم هنگام پرتودرمانی خارجی آن با باریکه‌های فوتونی تک انرژی در بازه‌ای از کیلوولت تا مگاولت محاسبه شد. یافته‌ها: ضریب افزایش دز تومور در حضور نانو‌ذرات طلا برای پرتوهای کیلوولتی از 69/1 تا 66/2 و برای پرتوهای مگاولتی از 08/1 تا 10/1 به‌دست آمد. بالاترین ضریب افزایش دز برای فوتون‌ها در انرژی 50 کیلوولت حاصل شد. با افزایش اندازه نانو‌ذرات طلا، ضریب افزایش دز تومور افزایش بیش‌تری پیدا کرد.  نتیجه‌گیری: ضرایب محاسبه شده برای افزایش دز هدف ناشی از نانوذرات طلا برای فوتون‌ها در انرژی‌های کیلوولتی توافق خوبی با مطالعات قبلی داشت. برای فوتون‌های با انرژی مگاولت، بعد از یک کاهش در مرز بین دو ناحیه (آب و محلول آب حاوی نانوذرات طلا)، ضریب افزایش دز تومور به بیش‌ترین مقدارش در عمق‌های 2/6 و 5/6 سانتی‌متری به ترتیب برای باریکه‌های فوتونی 2 و 6 مگاولت رسید