بسمه تعالی

آشنایی با انواع دوزیمترها و مشخصه های آنها در رادیوتراپی

ادل را اندازه گیری می کند.وز معدوز جذبی و د کرما، اکسپوژر، که بطور مستقیم یا غیر مستقیم، است یک دوزیمتر وسیله ای

داشته باشد:یک دوزیمتر مناسب باید شرایط زیر را

دقت وصحت باال

خطی بودن سیگنال با دوز در یک دامنه وسیع

و آهنگ دوز کمدوز وابستگی به

وابستگی کم به جهت گیری

پاسخ انرژی مسطح

رزولوشن فضایی باال

دامنه دینامیکی وسیع

(ionization chamberدوزیمتراتاقک یونش )

اندازه گیری می کند.بار اتاقک را الکترومتر جریان و

گاز یک اتاقک یونش اساسا یک حفره ی پر شده با

است، که بوسیله یک دیواره ی خارجی احاطه شده

این اتاقک حاوی یک الکترود جمع آوری کننده است.

دیوار و اتاقک جمع آوری کننده با مرکزی است.

عایقی با کیفیت باال برای کاهش جریان نشتی از هم

جدا شده اند.

تصویری از اتاقک یونش و الکترومتر آن

(Cylindrical) اتاقک یونش استوانه ای( 1

( Parallel-plate اتاقک یونش صفحه موازی )( 2

(Brachytherapyاتاقک یونش براکی تراپی ) ( 2

طرح رایج اتاقک یونش

مستقل از جهت بیم تابشی

3cm 1–0.5 حجم معمول بین

mm27شعاع تقریبا

mm 25 – 4طول تقریبا

ن و بیم های یونیزاندوزیمتری الکترون، فوتون، پروتو

اتاقک یونش صفحه موازی برای دوزیمتری بیم های

مگاولت توصیه می شود. 10الکترونی با انرژی کمتر از

مناسب برای اندازه گیری دوز عمقی

اغلب برای اندازه گیری دوز عمقی و دوز سطحی در

مورد استفاده قرار می گیرد.ناحیه بیدآپ بیم های فوتونی

حساسیت باال ) برای سورس هایی با دوزریت پایین

که در براکی تراپی استفاده می شود.(

)3cm 250) حجم زیاد

قابل تطبیق با سورس هایی با اندازه های گوناگون

( extrapolation اتاقک برون یابی )( 4

(segmented( اتاقک بخش بندی شده )5

فیلم دوزیمتری

فیلم رادیوگرافی (1

در بخش های مختلف رادیوتراپی، رادیولوژی تشخیصی و حفاظت کاربرد دارد.فیلم های رادیوگرافی

فیلم های رادیوگرافی در رادیوتراپی: کاربردهای عملی

اندازه گیری های کمی وکیفی دوز) شامل دوزیمتری بیم های الکترونی (

کنترل کیفی ماشین های رادیوتراپی

تائید تکنیک های درمانی در فانتوم های مختلف

واقع اتاقک اتاقک های برون یابی در

های صفحه موازی با الکترودهای

گوناگون هستند.

مورد استفاده درانجام دوزیمتری مطلق

ی برابا استفاده از این اتاقک، آشفتگی

تری اتاقک های صفحه موازی در دوزیم

الکترون می تواند تخمین زده شود.

اتاقک یونش 729

5mm*5mm*4mmحجم هریک

براساس دوز جذبی کالیبره شده است.

:تصویربرداری پورتال

هالوژنه نقره ) اغلب نقره برمید ( می باشند، که در داخل ژالتین فیلم های رادیوگرافی حاوی کریستالهایاساس فیلم های رادیوگرافی:

و بطور یکنواخت بر روی پایه ی پالستیکی توزیع شده است. قرار گرفته

اساس عمل یک فیلم دوزیمتر ساده

خوانشگر دانسیته نوری شامل دوزیمترهای فیلم، دوزیمترهای لیزی، اسکنرهای فیلم می باشد.

فیلم می تواند برای ارزیابی دوز استفاده شود. ، اما با کالیبراسیون صحیح دوزیمتری کیفی استفاده می شودفیلم برای

دسترس است: ررادیوتراپی د رانواع مختلف فیلم برای کا

برای تائید فیلد سایز

در تصویر برداری پورتال

سیمولیشن

ارتباط بین دوز و دانسیته نوری:

بین دوز ودانسیته نوری بایستی خطی باشد.به طور ایده ال ارتباط

بعضی از اموالسیون ها خطی و بعضی غیر خطی هستند.

: H & Dپارامترهای فیلم های رادیوگرافی براساس منحنی

o گاما: شیب قسمت خطی

o 1سرعت: اکسپوژر مورد نیاز برای ایجاد دانسیته نوری بیشتر از

o ( مه آلودگیFog دانسیته نوری فیلم : )تابش ندیده

ستقیم ولی نهایتا به مقداری کمتر از آنچه بر مبنای تناسب مچگالی فیلم با قرار گرفتن در معرض پرتو ابتدا بطور خطی افزایش یافته

.انتظار میرود، کاهش می یابد

یا تضعیف پرتو ارائه می دهد. ناحیه مورد نظراطالعاتی در مورد توزیع فضایی تابش در فیلم قدرت تفکیک فضایی عالی دارد.

فیلم های رادیوکرومیک (2

نوع جدیدی از فیلم است که برای دوزیمتری در رادیوتراپی بکار میرود.

و نیازی به ظهور وثبوت ندارد. ( self developerاین نوع فیلم خود پردازشگراست )

قرار بگیرد به نور آبی توسعه می و زمانی که در معرض تابش دهی پولیمریزه شدهاساس فیلم رادیوکرومیک: شامل الیه ای است که

ابد.ی

مناسب تعیین شد.یا اسکنر مشابه فیلم های رادیوگرافی، پاسخ دوز فیلم های رادیوکرومیک نیز بایستی با یک دانسیتومتر

مثال: تست کنترل کیفی در موقعیت دهی هدف در گاما نایف:

بوسیله تابش توسط گاما نایف دیده می شود.رنگ آبی تولید شده

OD= Log10 I0/I

بدن دارد.این فیلم بی رنگ است وترکیبی معادل بافت ( است. Gaf choromic معمول ترین نوع فیلم رادیوکرومیک، گف کرومیک )

به سزایی در فیلم دوزیمتری دارند.فیلم های رادیوکرومیک نقش

مزیت عدم مزیت

کرومیک بطورکلی پایین تر از فیلم های رادیوگرافی حساسیت فیلم های گف

است.

.کنترل کیفی روی پردازش فیلم مورد نیاز نیست

( grainlessبدون دانه )

رزولوشن بسیار باال

مناسب برای نواحی با گرادیان دوز باالمانند فیلد های استرئوتاکتیک و مجاورت

سورس های براکی تراپی

عدم وابستگی به آهنگ دوز

عدم وابستگی به انرژِی

عدم وابستگی به دما

عدم وابستگی به نور مرئی

دوزیمتری لومینسانس:

زمانی که این انرژی در شکل فرابنفش، فروسرخ ونگه میدارند. همزمان با جذب پرتو، بعضی مواد قسمتی از انرژی جذب شده را در حالت ناپایدار

یا مرئی آزاد شود، این پدیده را لومینسانس گویند.

انواع لومینسانس:

فسفرسانس

فلوئورسانس

بین برانگیخته شدن و گسیل نور دارد.( delay timeبه زمان تاخیر) تفاوت این دو بستگی

اساس:

در طول تابش دهی، الکترون های آزاد وحفره ها ایجاد می شوند.

(، الکترون ها و حفره ها در این دام ها گیر افتاده ) در هر انرژی بین باند ظرفیت و storage trap) مواد لومینسانس دارای دام هایی هستند

هدایت(

نور گسیل میکنند. و زمانی که به باند طرفیت برگردند با برانگیخته شدن الکترون ها به باند هدایت رفته،

تحریک سازی گرما باشد، این پدیده فرایند لومینسانس می تواند با تحریک سازی مناسب در شکل گرما یا نور تشدید شود. اگرنهاد

را ترمولومینسانس گویند.

(optically stimulated luminescenceا لومینسانس تحریک شده نوری گویند. )واحد تحریک سازی نور باشد، این پدیده راگر

ترمولومینسانس

دوزیمترهای ترمولومینسانس رایج که در پزشکی استفاده می شوند:

• LiF:Mg,Ti

• LiF:Mg,Cu,P

موجود می باشند.قرص، میله ای دوزیمترهای رایج به شکل های پودر،

بایستی گرما داده شوند، تا سیگنال های باقیمانده پاک شوند. TLDقبل از استفاده دوزیمترهای

:TLDاساس سیستم های خوانشگر

TLDمکانی برای قرار دادن و گرما دادن به قرص های

الکتریکی و تقویت آنو تبدیل آن به سیگنال تیوپ های تکثیر کننده فوتونی برای آشکار سازی گسیل نور

الکترومتر برای ثبت سیگنال المپ بعنوان بار یا جریان

TLDنمودار درخشش

در رنج دوزهای وسیعی که در رادیوتراپی کاربرد دارد، خطی است. TLپاسخ دوز

ح را بکار برد.انجام داد و فاکتورهای تصحیبایستی کالیبراسیون ، TLبرای رسیدن به دوز جذبی از خوانش

تصحیح انرژی

محوشدگی

تصحیح غیر خطی پاسخ دوز

بعنوان تابعی از دما TL شدت گسیل

:سیستم های لومینسانس تحریک شده نوری

دارند. بجای گرما، نور برای آزاد کردن انرژی به دام افتاده در شکل لومینسانس بکار می رود. TLDاین سیستم ها اساسی مشابه

OSL برایIn vivo.دوزیمتری در رادیوتراپی کاربرد دارد

:سیستم های دوزیمتری سیلیکون دایود

منفی دیود است. –، یک ارتباط مثبت یک دوزیمتر سیلیکون دایود

ساخته می شوند. p و سیلیکون نوع nدیود ها بوسیله سیلیکون نوع

برای دوزیمتری در رادیوتراپی مناسب است. p- type siفقط نوع

دارد، که بستگی به ماده پایه نامگذاری می شود. n -typeو p -typeاین نوع دوزیمترها انواع

، باعث ایجاد جربان می شوند.وقتی دوزیمتر تحت تابش قرار میگیرد، ذرات باردار که آزاد هستند

n- type si

P -type si (base)

Depletion layer

mosfetسیستم های دوزیمتری

، یک دوزیممتر اثر میدانی اکسید فلزی نمیه هادی است. mosfetیک دوزیمتر

اساس فیزیکی:

تابش یونیزان حامل های بار را درسیلیسیم اکسید ایجاد میکند. حامل های بار به سمت سیلیسیم رفته، این بیلداپ بار منجر به

و سیلیسیم می شود. gateتغییر ولتاژ آستانه بین

بر اساس ولتاژ آستانه است. mosfetاساس دوزیمترهای

مزیت عدم مزیت

حساس به ولتاژ بایاس درطول تابش دهی هستند.

مشابه دیودها، وابستگی دمایی را نشان میدهند.

کوچک

عدم نیاز به تصحیح انرژِی برای بیم های مگاولتاژ

برای %2تنها یک ناهمسانگردی کوچکی را نشان میدهند. )

درجه( 360

دوزیمتر تشدیدی پارامغناطیسی الکترونسیستم دوزیمتری آالنین/

یک دوزیمتر آالنین یک آمینواسید است.

یا بیشتر، با دقت کافی برای دوزیمتری در رادیوتراپی استفاده شود. 10Gyتقریبادر یک سطح دوزیمترمیتواند

اساس:

تابش باعث ایجاد رادیکال های آالنین میشود.

دیکال ها با استفاده ازاسپکترومتر تشدیدی پارامغناطیسی الکترون اندازه گیری می شود.اغلظت ر

خط مرکزی طیف اندازه گیری میشود.شدت در پیک

مزیت عدم مزیت

پاسخ بستگی به شرایط محیطی در طول تابش دارد مانند دما

ورطوبت

آالنین حساسیت کمی دارد.

مزیت ها:

بافت است.آالنین معادل

نیاز به تصحیح انرژی در رنج های درمانی ندارد.

چند ماه بعد از پرتوتابی، اثر محو شدگی بسیار کمی نشان

میدهد.

سیستم دوزیمتری سنتیالتور پالستیکی:

یک روش جدید در دوزیمتری در رادیوتراپی هستند.

تکثیر کننده فوتونی منتقل می شود.توسط یک فیبر نوری به المپ نور تولید شده در سنتیالتور،

نیاز به دوسری فیبر نوری دارد که به دو المپ تکثیر کننده فوتونی مجزا وصل شده اند.

مزیت ها:

نج دوزهای درمانی پاسخ خطی است.در ر

پالستیکی اغلب معادل آب هستند. هایسنتیالتور

میتوانند بسیار کوچک ساخته شوند.

هایی استفاده شوند که نیاز به رزولوشن فضایی باال است.میتوانند در موقعیت

دوزیمترهای ایده ال برای کاربردهای براکی تراپی هستند.

پایداری و تکرارپذیری خوب

مستقل از آهنگ دوز

عدم نیاز به تصحیح دما وفشار

دوزیمترالماس:

مقاومت الماس ها در طول پرتوتابی تغییر میکند.

قرار گرفته است.کریستال طبیعی الماس در یک پوشش پلی استرنی

تحت یک ولتاژبایاس، جریان متاسب با آهنگ دوز تابش است.

مزیت عدم مزیت

برای پایدارکردن پاسخ دوز، دوزیمترهای الماسی باید هربار قبل

استفاده تابش دهی شوند.

وابستگی کوچک به آهنگ دوز

میتوانند برای اندازه الماسی ضد آب هستند ودوزیمترهای

گیری ها در فانتوم آب استفاده شوند.

ندارند. ینیازی به تصحیح انرژِ معادل آب هستند و

مناسب برای مناطقی با گرادیان دز باال مانند استرئوتاکتیک

رادیوسرجری

دتکتورهای دوزیمتر می شود.استفاده از ولتازهای بیشتر ازمقدار مشخص شده باعث تخریب

دوزیمتری:سیستم های ژل

دوزیمترهای سه بعدی هستند.

اندازه گیری کند.را در هندسه سه بعدی ت که می تواند توزیع دوز جذبی دوزیمتر یک فانتوم اس

میتوانند به هر شکلی در بیایند. ژل ها معادل بافت هستند و

ژل ها به دو دسته تقسیم می شوند:

Fricke gels

درمحلول فروس سولفات در ژالتین پراکنده میشوند. 2fe+یون های

3+radiation Fe + 2Fe

Polymer gels

مونورهایی مانند آکریل آمید در ژالتین پراکنده می شوند.

این واکنش تابعی از دوز است.سه بعدی ژل درطول تابش، مونور یک واکنش پولیمرازسیون را طی می کند. نتیجه آن یک ماتریکس

جذبی است.

سونوگرافی ارزیابی شود.و ، سی تی ، NMRد بوسیله سیگنال دوز میتوان

مزیت عدم مزیت

دارد. MRIاین روش نیاز به سیستم

اثرات بعد از تابش دهی، منجر به خرابی تصویر میشود.

است. بسیاری از فرموالسیون های پولیمر ژل بطور تجاری در دسترس

و دوز جذبی در ژل NMRیک ارتباط نیمه خطی بین زمان آسایش

دوزیمتر وجود دارد.

معادل آب

عدم نیاز به تصحیح انرژی

مناسب برای مناطقی با گرادیان دوز باال

خالصه:

چهارروش رایج برای دوزیمتری:

ترمولومینسانس دوزیمتر، دیودهااتاقک های یونش، فیلم های رادیوگرافی،

اتاقک یونش:

مزیت عدم مزیت

نیاز به کابل

نیاز به منبع ولتاژ باال

نیاز به تصحیحات زیاد

صحت ودقت

کالیبراسیون بیم

خوانش سریع

فیلم:

مزیت عدم مزیت

نیاز به تاریک خانه و فرآیند ظهور وثبوت

نیاز به کالیبراسیون صحیح

مشکالت وابستگی انرژی

استفاده قرار نمیگیرد.برای کالیبراسیون بیم مورد

رزولوشن فضایی دو بعدی

بسیار نازک

TLD

مزیت عدم مزیت

سیگنال در طول خوانش پاک میشود

عدم خوانش بصورت آنی

برای کالیبراسیون بیم توصیه نمیشود.

سایز کوچک

در شکل های مختلف در دسترس هستند

بافتمعادل

ارزان بودن

دیودها

مزیت عدم مزیت

نیاز به کابل های اتصال

تغییرات کالیبراسیون با دما

تغییر در حساسیت با دوز تجمعی

برای کالیبراسیون بیم توصیه نمیشود.

سایز کوچک

حساسیت باال

خوانش آنی

عدم نیاز به ولتاز بایاس

ابزار ساده

پایان

1) IAEA publication, by j.izewska and G.Rajan

2) Introduction to Dosimetry, Minister of Public Works and Government Services Canada

(PWGSC) 2011PWGSC catalogue number CC172-79/2011-PDF