ساخت محافظ های نانو ذرات ترکیبی جهت حفاظت پرتویی اندام سطحی حساس در تصویربرداری توموگرافی کامپیوتری

Abstract

تصویر برداری پزشکی یکی از مهم ترین ابزارهایی است که پزشکی نوین در اختیار دارد و استفاده از آن طی سالهای گذشته رشد چشمگیری داشته است. چون برای هر میزان از دز دریافتی توسط شخص در این روش احتمال ایجاد آسیب به اندام های سطحی حساس وجود دارد بنابراین کمینه نگه داشتن میزان پرتو دریافتی به پرسنل و بیماران در حین فرآیند تصویربرداری ضروری است. یکی از روش¬های موثر کاهش دز استفاده از محافظ پرتویی است. شبیه ¬سازی محافظ¬ ها پیش از طراحی و ساختشان، کارایی آنها را نشان می دهد و علاوه بر صرفه جویی در زمان و هزینه، فرصت بررسی و مقایسه آنها و انتخاب حالت بهینه را فراهم می کند. مواد و روش: در مطالعه حاضر با استفاده از نرم افزار شبیه سازی مونت کارلو کد MCNPX محافظ های پرتوی حاوی نانو ذرات اکسید بیسموت، اکسید تنگستن و اکسید قلع بصورت تکی و دو ترکیبی در ماتریس سیلیکونی شبیه سازی و میزان تضعیف برای آنها محاسبه شد. نانو ذرات فلزی در مقادیر 10، 20 و 40 درصد حجمی به محافظ کامپوزیتی بر پایه ماتریس سیلیکونی اضافه شد. بازه ی انرژی مورد بررسی نیز در این مطالعه 40 تا 150 کیلوالکترون ولت در نظر گرفته شد. یافته ها: مطالعه ی نتایج شبیه سازی با سرب با نرم افزار مونت کارلو و کد XCom تاییدیه ی هندسه ی شبیه سازی را نشان داد. شبیه سازی برای سه محافظ کامپوزیتی، نشان دهنده توانایی کاهش پرتوی توسط هر کدام از محافظ های فلزی سیلیکونی استفاده شده بصورت تک و دو فلزی می باشد. نتایج مربوط به 10درصد فلزات ذکر شده با ماتریس سیلیکونی برابر با ضریب تضعیف جرمی برای اکسید بیسموت ، اکسید قلع و اکسید تنگستن در انرژی keV80 به ترتیب برابر با 0.38 ، 0.57 و cm2/gr0.33 بودند. این مقدار برای محافظ 10 درصدی دو فلزی اکسید بیسموت-تنگستن در انرژی keV80 برابر 0.548.و برای کامپوزیت دو فلزی اکسید بیسموت-قلع 0.223 بود. نتایج ضریب تضعیف جرمی مربوط به 10درصد کامپوزیت دوفلزی با ماتریس سیلیکونی اکسید تنگستن-قلع برابر 0.412 است. بحث: هدف اصلی این مطالعه بررسی و مقایسه محافظ های ساخته شده با اکسید فلزی بیسموت، تنگستن و قلع به صورت تک فلزی و ترکیب دو فلزی آنها در بازه ی انرژی تشخیصی سی تی اسکن و میزان جذب پرتوی آنها در سه بازه انرژی مورد نظر می باشد. با بررسی مربوط به فلزات اکسید بیسموت و اکسید تنگستن و ترکیب دو فلزی اکسید بیسموت-تنگستن در محافظ های حاوی 10 درصد فلزی، در ناحیه مابین دو لبه جذب ( محدوده انرژی 70 تا 100 کیلوالکترون ولت) بالاترین ضریب تضعیف جرمی مربوط به اکسید تنگستن می باشد. در مقایسه بازه های انرژی ، بازه انرژی بین 70 تا 100 کیلوالکترون ولت مناسب بودن استفاده از ترکیب دو فلزی و تک فلز اکسید تنگستن تقریبا با اختلاف کمتر از 5 درصد را نشان می دهد.