А. А. ЗВАНЦЕВ, Б. Д. ЗЕЛЬДИЧ, В. А. КЛИМАНОВ,
Е. А. КРАМЕР-АГЕЕВ, Н. Н. МОГИЛЕНЕЦ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ГЛУБИННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЗ В ВОДНОМ
ФАНТОМЕ, ОБЛУЧАЕМОМ ФОТОНАМИ 60Co ЧЕРЕЗ
АППЛИКАТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Выполнена экспериментальная проверка расчетов полей g-излучения при одновременной радиотерапии и гипертермии.
Для повышения эффективности лечения онкологических заболеваний в течение последних лет исследовался метод одновременного воздействия на опухоли гамма-излучения и нагрева до 42¸43 °С (гипертермия) [1]. Нагрев тканей позволяет увеличить кровоток и, следовательно, приток кислорода, а это способствует образованию радикалов и увеличивает гибель клеток.
В » были разработаны аппликаторы, полосковая антенна которых излучает электромагнитное излучение с частотой 434 МГц. Поглощение электромагнитного излучения приводит к разогреву тканей.
Аппликатор кроме антенны содержит болюс с проточной охлаждающей кожу водой. Аппликатор представляет собой тефлоновую пластину толщиной 1 мм с нанесенным двухсторонним медным покрытием толщиной по 35 мкм. Несущая рамка и оболочка аппликатора изготовлены из силиконовой резины (H14C5Si2O2 с добавкой SiO2). Толщина слоя воды может изменяться от 0,5 до 2 см, оптимальная толщина – 1¸1,25 см. такой аппликатор вносит возмущение в дозное поле из-за поглощения и рассеяния фотонов. Были проведены расчетные оценки ослабления дозы g-излучения 60Co в геометрии узкого пучка. Результаты эксперимента и расчета совпали. При этом ослабление дозы сухим аппликатором составило 1,2 %, а со слоем воды 1 см – 5,4 %.
Для оценки поля излучения в водном эллиптическом фантоме была изготовлена установка, имитирующая g-облучатель (рис. 1). Она состоит из источника 60Co, помещенного в свинцовый коллиматор, дополнительного свинцового коллиматора, эллиптического фантома, имитирующего туловище человека. На фантоме размещались ТЛД из монокристаллического фтористого лития (ДПГ-04) без каких-либо оболочек. Этот тип ТЛД обладает лучшей по сравнению с другими типами устойчивостью показаний.
Рис. 1. Схема экспериментального моделирующего устройства:
1 – контейнер-коллиматор с источником, 2 – регулируемый коллиматор,
3 – аппликатор, 4 – регулируемый фантом, 5 – основной фантом
Над ТЛД помещались листы полиэтилена с добавками, обеспечивающими такой же, как у воды, эффективный атомный номер. Вплотную к листам полиэтилена примыкал аппликатор. ТЛД располагались вдоль образующей эллиптического цилиндра и в поперечном направлении на его изогнутой поверхности. Толщина слоя полиэтилена наращивалась в сторону источника. Такая схема эксперимента позволяла не вводить поправок на геометрическое ослабление фотонов. Для толщины слоя полиэтилена 3,24 см был проведен расчет поля доз в полном соответствии с геометрией экспериментальной установки. Расчет выполнен методом Монте-Карло.
На рис. 2 приведено сравнение результатов расчета и измерения доз. видно, что в центральной части поля наблюдается плато дозного распределения, а на краях – резкий спад. В центре расхождение расчетов и экспериментов не превысило (3¸5) %. На периферии согласие несколько хуже, что объясняется реальными размерами детектора (4,5 мм) и неточностями в фиксации детекторов. Расхождение абсолютных значений рассчитанных и измеренных доз не превысило 3 % и, возможно, связано с неточностью активности источника. Отказ от оболочки и компенсирующих непостоянство ЭЗЧ экранов создавал погрешность менее 4 % с учетом действующего спектра [2].
Рис. 2. Сравнение рассчитанных и измеренных дозовых распределений
для толщины фантома 2,14 см. Дозы нормированы на единицу
в центре радиационного поля
Авторы благодарят и за предоставленный аппликатор SRH-4.
Работа выполнялась в рамках проекта МНТЦ № 000.
Список литературы
1. Overgaard. Y. The current and potential role of HT in radiotherapy. Int. J. Rad. Oncol. Biology. Physics, 1989. V.
2. Mora G. M., Maio A., Rogers D. W.O. Monte Carlo simulation of a typical 60Co therapysource – Med/ Phys/Р. 2494 – 2501.
