نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• عهدیه آغاز ¹
• محمدرضا کاردان ²
• محمدرضا دیوبند ³
• بهادر بهادرزاده ⁴

¹ پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، پژوهشکده کاربرد پرتوها

² پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، پژوهشکده راکتور و ایمنی هسته ای

³ دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، دانشکده گزشکی، گروه فیزیک و مهندسی پزشکی

⁴ دانشگاه شیراز، دانشکده مهندسی مکانیک، بخش مهندسی هسته ای

چکیده

نقش و مزایای توموگرافی کامپیوتری دندانی(CBCT) در تصویربرداری از دندان‌ها، تشخیص و طراحی درمان به خوبی شناخته شده است، اما استفاده از پرتو‌های ایکس در این دستگاه‌ها، بدون خطر نیست. این مطالعه با هدف ارائه اطلاعات جامعی از دز جذبی و دز موثر وابسته به اندازه (Size-Specific effective dose) بیماران زن و مرد برای گستره وسیعی از شاخص‌های توده بدنی(BMI) در دستگاه‌هایCBCT دندانی انجام شد. در این راستا، از روش مونت کارلو برای شبیه‌سازی سه پروتکل مختلف تصویربرداری با دستگاهGIANO، استفاده شد. جمعیتی از فانتوم‌های محاسباتیXCAT مرد و زن بالغ با شاخص‌های توده بدنی‌ مختلف برای انجام شبیه‌سازی مونت کارلو استفاده شد. دزهای اندازه‌گیری شده با استفاده از فانتوم راندو حاوی دزیمترهای ترمولومینسانس و دزهای شبیه‌سازی شده با استفاده از تصاویر سی تی فانتوم راندو برای اعتبارسنجی شبیه‌سازی مونت کارلو مقایسه شدند. نتایج نشان داد دز اندام‌ها برای میدان‌های دید مختلف(FOVs)متفاوت بوده و معمولاً در زنان بالغ بالاتر است. بیشینه دز موثر برای پروتکل‌های مفصل گیجگاهی-فکی(TMJ)، تک فک و هردو ‌فک به ترتیب، μSv5±94، μSv4±63 وμSv2±62 برای مردان بالغ به ترتیب با شاخص توده بدنی82/25، 70/21 و2-kg m71/21، وμSv3±98، μSv1±69 وμSv1±66 برای زنان بالغ به ترتیب با شاخص توده بدنی69/21،71/21 و2-kg m72/21، بود. همچنین تفاوت بین حداقل و حداکثر مقدار دز موثر در پروتکل‌هایTMJ، تک‌ فک و هردو‌ فک برای مردان بالغ، 24%،37% و32% و برای زنان بالغ به ترتیب 24%، 32% و35% بود. در نهایت، این مطالعه مجموعه داده‌های جامعی از دزهای جذبی و موثر بیماران برای طیف وسیعی ازشاخص توده بدنی بدون نیاز به اندازه‌گیری تجربی ارائه می‌کند.

کلیدواژه‌ها

• دز موثر
• توموگرافی کامپیوتری دندانی
• روش مونت کارلو
• شاخص توده بدنی
• فانتوم مجازی

موضوعات

• رادیولوژی و پزشکی هسته‌ای

عنوان مقاله [English]

Organ and Size-Specific effective doses from dental cone beam CT based on Body Mass Indexes (BMIs): Monte-Carlo simulation study

نویسندگان [English]

• Aahdieh Aghaz ¹
• Mohamadreza Kardan ²
• Mohammad Reza Deevband ³
• Bahador Bahadorzadeh ⁴

¹ Radiation Application research school, Nuclear Science and Technology Research Institute (NSTRI), Tehran, Iran

² Reactor and nuclear safety research school, Nuclear Science and Technology Research Institute

³ Department of Medical Physics and Biomedical Engineering, School of Medicine, Shahid Beheshti University of Medical Sciences

⁴ Nuclear Engineering Department, Shiraz University

چکیده [English]

The role and benefits of Cone-Beam CT(CBCT) in dental imaging, diagnosis and treatment planning are well known, but using the x-rays, it is not risk-free. This study aimed to provide an accurate and comprehensive data base of organs and size-specific effective doses based on body mass indexes (BMI) of patients in dental-CBCT units. In this regard, the Monte-Carlo (MC) method used to simulate the exposure geometry for three different imaging protocols with GIANO CBCT which is one of the commonly used unit in Iran. The population of the Extended-Cardiac Torso(XCAT) adult male and female computational phantoms with various BMIs were used as MC simulation input files. The measured doses using Rando phantom and thermoluminescence dosimeters were compared with simulated doses using CT images of Rando phantom to validate the simulations. The results showed the organs doses for the different Fields-of-View(FOVs) was varied usually in the adult females was higher. The maximum size-specific effective doses for temporomandibular-joint(TMJ), single and both arch protocols were 94±5μSv, 63±4μSv, and 62±2μSv for adult males with BMIs 25.82, 21.70, and 21.71kg m -2, respectively, and 98±3μSv, 69±1 μSv and 66±1μSv for adult females with BMIs 21.69, 21.71 and 21.72kg m-2, respectively. Also, the difference between the minimum and maximum value of effective dose in TMJ, single and both-arch protocols were 24%, 37% and 32%for AM. These values for AF were 24%, 32% and 35%, respectively. Eventually, this study provides comprehensive data set of patient doses for wide ranges of BMIs without the need for experimental measurement

کلیدواژه‌ها [English]

• Effective Dose
• CBCT
• Monte Carlo Method
• Body Mass Index
• XCAT Phantom