محاسبه نسبت بافت به هوا (TAR) با MCNP

محاسبه نسبت بافت به هوا (TAR) با MCNP

نسبت بافت به هوا (TAR) اصطلاحی است که در برنامه ریزی درمان رادیوتراپی استفاده می شود. این به محاسبه دوز جذب شده به آب در شرایطی غیر از مواردی که مستقیماً اندازه گیری می شود کمک می کند.

در اینجا یک بررسی اجمالی است

:

تعریف

TAR نسبت دوز به آب در یک عمق معین به دوز هوا است که با درپوش تجمع اندازه گیری می شود. از نظر ریاضی به صورت زیر بیان می شود:

که در آن D( f,z ) دز در عمق معین z و آشکارساز فوکوس فاصله f است. و D(f,0) دوز در هوا (z=0) است.

نکات کلیدی

• با انرژی پرتو افزایش می یابد : TAR با افزایش انرژی پرتو افزایش می یابد زیرا تابش انرژی بالاتر نفوذ پذیرتر است.
• با عمق کاهش می یابد : TAR با عمق به دلیل تضعیف کاهش می یابد.
• با اندازه میدان افزایش می یابد : TAR با اندازه میدان به دلیل افزایش سهم پراکندگی افزایش می یابد.

برنامه های کاربردی

TAR در دزیمتری برای اطمینان از محاسبه دقیق دوز در درمان های رادیوتراپی استفاده می شود

محاسبه تفصیلی

1. شرایط مرجع :
• عمق (د) : عمقی که در آن دوز در بافت اندازه گیری می شود.
• فاصله منبع تا سطح (SSD) : فاصله منبع تشعشع تا سطح بیمار.
• اندازه میدان : اندازه میدان تابش در سطح.
2. معادله :

• D(d): دوز در عمق معین dd در بافت.
• D(0): دوز در عمق مرجع (معمولاً در هوا).

عوامل موثر بر TAR

1. کیفیت پرتو : پرتوهای انرژی بالاتر عمیق تر نفوذ می کنند و بنابراین مقادیر TAR بالاتری در اعماق بیشتر دارند.
2. اندازه میدان : اندازه میدان بزرگتر TAR را به دلیل تشعشعات پراکنده بیشتر که به دوز کمک می کند، افزایش می دهد.
3. عمق : با افزایش عمق، TAR به طور کلی به دلیل ضعیف شدن پرتو در بافت کاهش می یابد.

اهمیت در دزیمتری

• برنامه ریزی درمان : TAR برای محاسبه دقیق دوز در سیستم های برنامه ریزی درمان (TPS) بسیار مهم است. این کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که دوز تجویز شده به بافت هدف تحویل داده می شود در حالی که دوز را به بافت سالم اطراف به حداقل می رساند.
• تأیید و تضمین کیفیت : TAR در روش های تضمین کیفیت برای تأیید صحت ارائه درمان استفاده می شود.

کاربردهای عملی

1. محاسبه دستی دوز : قبل از TPS پیشرفته، فیزیکدانان از جداول TAR برای محاسبه دستی دوز استفاده می کردند.
2. تأیید TPS : حتی با TPS مدرن، فیزیکدانان ممکن است از TAR برای تأیید مستقل محاسبات دوز استفاده کنند.

ارتباط مدرن

در حالی که سیستم‌های برنامه‌ریزی درمان مدرن از الگوریتم‌های پیچیده‌تر و توزیع دوز سه‌بعدی استفاده می‌کنند، درک TAR برای دانش دزیمتری اساسی و برای تأیید برنامه‌های درمانی پیچیده مهم است.

بیشتر

مقایسه TAR با سایر روش‌های دزیمتری

بیایید بررسی کنیم که چگونه نسبت بافت به هوا (TAR) با سایر روش‌های دزیمتری مانند درصد عمق (PDD) و نسبت فانتوم بافت (TPR) مقایسه می‌شود:

1. درصد عمق دوز (PDD)

• تعریف : PDD درصد دوز در یک عمق خاص در مقایسه با دوز در عمق مرجع است، معمولاً عمق حداکثر دوز ( Dmax ).
• معادله :

• نکات کلیدی :
• وابستگی به عمق : PDD با افزایش عمق به دلیل تضعیف کاهش می یابد.
• اندازه فیلد و SSD : مقادیر PDD با اندازه میدان و فاصله منبع به سطح (SSD) تغییر می‌کند. اندازه میدان های بزرگتر و SSD ها PDD را افزایش می دهند.

2. نسبت فانتوم بافتی (TPR)

• تعریف : TPR نسبت دوز در یک عمق خاص در بافت به دوز در عمق مرجع در همان محیط (معمولاً در عمق 5 سانتی متر یا 10 سانتی متر) است.
• معادله :

• نکات کلیدی :
• استقلال اندازه میدان : برخلاف TAR، TPR کمتر تحت تأثیر اندازه میدان و SSD قرار می گیرد.
• وابستگی انرژی : پرتوهای انرژی بالاتر به دلیل نفوذ عمیق تر، مقادیر TPR بالاتری را به همراه دارد.

مقایسه TAR، PDD، و TPR

پارامتر	TAR	PDD	TPR
رسانه مرجع	هوا	آب	آب
وابستگی به عمق	بله	بله	بله
اثر اندازه میدان	قابل توجه است	قابل توجه است	کمتر قابل توجه است
وابستگی به انرژی	بله	بله	بله
استفاده معمولی	دزیمتری سنتی	دزیمتری بالینی	محاسبات مدرن TPS

انتخاب روش مناسب

• TAR : برای محاسبات دزیمتری تاریخی خاص و برای درک اصول اولیه تضعیف تشعشع مفید است.
• PDD : معمولاً در تنظیمات بالینی برای برنامه ریزی درمان شامل پرتودرمانی خارجی استفاده می شود.
• TPR : در سیستم های برنامه ریزی درمان مدرن به دلیل پایداری آن در اندازه های مختلف میدان و SSD ها ترجیح داده می شود.

کاربردهای عملی

• TAR : مناسب برای محاسبه دوز دستی در زمینه های تاریخی یا اهداف آموزشی.
• PDD & TPR : بیشتر در دزیمتری بالینی معاصر و برنامه ریزی درمان استفاده می شود.