Determination of radiation dose from Ruthenium-106/Rhodium-106 plaque for radiation safety in ophthalmic brachytherapy
Issued Date
2024
Copyright Date
2019
Resource Type
Language
eng
File Type
application/pdf
No. of Pages/File Size
xvii, 99 leaves : ill.
Access Rights
open access
Rights
ผลงานนี้เป็นลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยมหิดล ขอสงวนไว้สำหรับเพื่อการศึกษาเท่านั้น ต้องอ้างอิงแหล่งที่มา ห้ามดัดแปลงเนื้อหา และห้ามนำไปใช้เพื่อการค้า
Rights Holder(s)
Mahidol University
Bibliographic Citation
Thesis (M.Sc. (Medical Physics))--Mahidol University, 2019
Suggested Citation
Gunjanaporn Tochaikul Determination of radiation dose from Ruthenium-106/Rhodium-106 plaque for radiation safety in ophthalmic brachytherapy. Thesis (M.Sc. (Medical Physics))--Mahidol University, 2019. Retrieved from: https://repository.li.mahidol.ac.th/handle/20.500.14594/92202
Title
Determination of radiation dose from Ruthenium-106/Rhodium-106 plaque for radiation safety in ophthalmic brachytherapy
Alternative Title(s)
การประเมินปริมาณรังสีจากแผ่นต้นกำเนิดรังสีรูทีเนียม-106/โรเดียม-106 สำหรับความปลอดภัยทางรังสีในการรักษามะเร็งด้วยรังสีระยะใกล้ในดวงตา
Author(s)
Abstract
Recently, the ruthenium-106/rhodium-106 (106Ru/106Rh) eye plaque has been increasingly used in the ophthalmic brachytherapy. 106Ru is a pure beta emitter while its daughter, 106Rh, emits gamma and beta during its decay process. Consequently, bremsstrahlung can be generated, thus resulting in the increased radiation exposure of the staff. The objectives of this study were then to determine the radiation doses on the workers from 106Ru/106Rh plaque using the high purity germanium (HPGe) detector and the Monte Carlo (MC) simulation and to compare the radiation doses between the two approaches as well as to assess the safety of 106Ru/106Rh ophthalmic brachytherapy. The count rates and spectrum of the 106Ru/106Rh plaque which was placed on the RANDO phantom eye area both with and without a 1 mm lead cover were determined by the calibrated HPGe detector with the optimal counting time and distance. An input file for a transport code, Monte Carlo N-Particle version 5 (MCNP5), which had been properly configured to simulate the HPGe detector was used to calculate the count rates and the spectrum of 106Ru/106Rh plaque with the same geometry to that of the experimental measurement. Then, the radiation doses of the ophthalmic brachytherapy were calculated based on the routine clinical condition. The results showed that the optimal counting time and distance were 25 min and 15 cm respectively. The count rate and the spectrum of 106Ru/106Rh plaque from the measurement was decreased about 39% when the lead shielding was added. The spectra from the simulation and the measurement were in a good agreement; however, the count rates from the simulation were observed to be 1.45 times and 1.59 times higher than those from the measurement with and without a lead shield. Furthermore, the simulations revealed that the highest and the lowest radiation doses to the staff were 3.1513 μSv/hr/MBq at the center of the plaque position and 0.0001 μSv/hr/MBq at the contralateral side, respectively. In the operating room, the estimated radiation dose to the eye lens was 1.428 μSv/procedure and the finger was 34.146 μSv/procedure. Meanwhile, the eye lens dose and finger dose were 3.332 and 79.674 μSv/procedure in the patient's room. In summary, the study demonstrated the photon radiation emitted by the 106Ru/106Rh plaque can be determined by both the HPGe detector and the MCNP5 simulation. The similar trend and slightly difference of the 106Ru/106Rh spectrum between the two approaches was observed. In addition, this study suggested that the 106Ru/106Rh plaque ophthalmic brachytherapy procedure was a safe procedure for the staff based on the dose limit to the eye lens and fingers according to the recommendation by International Commission on Radiological Protection (ICRP) 118.
ปัจจุบันมีการนำแผ่นต้นกำเนิดรังสีรูทีเนียม 106/โรเดียม 106 มาใช้ในการรักษามะเร็งด้วยรังสีระยะใกล้ในดวงตา โดยรูทีเนียม 106เป็นต้นกำเนิดรังสีที่สลายตัวให้เฉพาะรังสีเบตา ในขณะที่ โรเดียม 106 สลายตัวให้ทั้งรังสีแกมมาและรังสีบีตา จึงสามารถเกิดเบรมส์ชตราลุงได้ ซึ่งอาจส่งผลให้ผู้ปฏิบัติงานได้รับปริมาณรังสีเพิ่มขึ้น ดังนั้นจุดประสงค์ของการศึกษานี้เพื่อประเมินปริมาณรังสีจากแผ่นต้นกำเนิดรังสีรูทีเนียม 106/โรเดียม 106 โดยการวัดด้วยหัววัดรัวสีชนิดเจอร์มาเนียมความบริสุทธิ์สูงและการจำลองแบบมอนติคาร์โล เพื่อเปรียบเทียบปริมาณรังสีจากการวัดและการจำลอง รวมถึงเพื่อประเมินความปลอดภัยทางรังสีให้แก่ผู้ปฏิบัติงาน ในการศึกษานี้ทำการติดแผ่นต้นกำเนิดรังสีรูทีเนียม 106/โรเดียม 106 ชนิดซีซีเอ ความแรงประมาณ 2 เมกะเบ็กเคอเรล ที่บริเวณดวงตาของหุ่นจำลองมนุษย์ นำหัววัดรังสีที่สอบเทียบแล้วนับวัดปริมาณรังสีและสเปกตรัมของแผ่นต้นกำเนิดรังสีด้วยเวลาและระยะทางที่เหมาะสม และทำการทดลองซ้าเมื่อใช้แผ่นตะกั่วหนา 1 มิลลิเมตร ปิดแผ่นต้นกำเนิดรังสี ทำการจำลองปริมาณรังสีจากแผ่นต้นกำเนิดรังสีโดยโปรแกรมมอนติคาร์โลเอ็นพาร์ติเคิล 5 ที่ผ่านการตรวจสอบแล้วโดยใช้สถานการณ์เดียวกับการวัด จากนั้นจำลองปริมาณรังสีโดยอ้างอิงจากสถานการณ์ทางคลินิก ผลการทดลองพบว่าเวลาและระยะทางที่เหมาะสมในการนับวัดคือ 25 นาทีและ 15 เซนติเมตร ปริมาณรังสีที่นับวัดได้เมื่อมีแผ่นตะกั่วและไม่มีแผ่นตะกั่วมีลักษณะคล้ายกันแต่ปริมาณรังสีที่นับวัดได้เมื่อมีแผ่นตะกั่วมีค่าน้อยลง 39 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับที่ไม่มีแผ่นตะกั่ว เมื่อเปรียบเทียบปริมาณรังสีจากการวัดและการจำลองให้ผลใกล้เคียงกันโดยค่าที่ได้จากการจำลองมีค่าสูงกว่าการวัดประมาณ 1.59 และ 1.45 เท่าเมื่อไม่มีตะกั่วและมีตะกั่วตามลำดับ ผลลัพธ์จากการจำลองสถานการณ์ทางคลินิกพบว่าปริมาณรังสีสูงสุดที่ผู้ปฏิบัติงานได้รับอยู่ที่ตำแหน่งกึ่งกลางแผ่นต้นกำเนิดรังสี (3.1513 ไมโครซีเวิร์ตต่อชั่วโมงต่อเมกะเบ็กเคอเรล) และต่ำสุดที่ด้านตรงข้ามกับแผ่นต้นกำเนิดรังสี (0.0001 ไมโครซีเวิร์ตต่อชั่วโมงต่อเมกะเบ็กเคอเรล) สาหรับผู้ปฏิบัติงานในห้องผ่าตัดค่าปริมาณรังสีที่เลนส์ตาได้รับมีค่า 1.428 ไมโครซีเวิร์ตต่อกระบวนการและปริมาณรังสีที่นิ้วได้รับมีค่า 34.146 ไมโครซีเวิร์ตต่อกระบวนการ ในขณะเดียวกันผู้ปฏิบัติงานในห้องพักฟื้นผู้ป่วย ค่าปริมาณรังสีของเลนส์ตาและนิ้วมือที่ผู้ปฏิบัติงานได้รับมีค่า 3.332 และ 79.674 ไมโครซีเวิร์ตต่อกระบวนการตามลำดับ โดยสรุปการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าการประเมินรังสีโฟตอนของแผ่นต้นกำเนิดรังสีรูทีเนียม 106/โรเดียม 106 สามารถทำได้ทั้งการนับวัดด้วยหัววัดรังสีชนิดเจอร์มาเนียมความบริสุทธิ์สูงและการจำลองแบบมอนติคาร์โลโดยโปรแกรมมอนติคาร์โลเอ็นพาร์ติเคิล 5 โดยทั้งสองวิธีแสดงให้เห็นถึงแนวโน้มที่ใกล้เคียงกันโดยมีความแตกต่างกันเล็กน้อยและจากผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าผู้ปฏิบัติงานที่เข้าร่วมกระบวนการรักษามะเร็งด้วยรังสีระยะใกล้ในดวงตาด้วยแผ่นต้นกำเนิดรังสีรูทีเนียม 106/โรเดียม 106 มีความปลอดภัยทางรังสี โดยอ้างอิงจากขีดจากัดของปริมาณรังสีที่เลนส์ตาและนิ้วมือแนะนำโดยคู่มือความปลอดภัยทางรังสีของคณะกรรมการป้องกันอันตรายทางรังสีระหว่างประเทศฉบับที่ 118
ปัจจุบันมีการนำแผ่นต้นกำเนิดรังสีรูทีเนียม 106/โรเดียม 106 มาใช้ในการรักษามะเร็งด้วยรังสีระยะใกล้ในดวงตา โดยรูทีเนียม 106เป็นต้นกำเนิดรังสีที่สลายตัวให้เฉพาะรังสีเบตา ในขณะที่ โรเดียม 106 สลายตัวให้ทั้งรังสีแกมมาและรังสีบีตา จึงสามารถเกิดเบรมส์ชตราลุงได้ ซึ่งอาจส่งผลให้ผู้ปฏิบัติงานได้รับปริมาณรังสีเพิ่มขึ้น ดังนั้นจุดประสงค์ของการศึกษานี้เพื่อประเมินปริมาณรังสีจากแผ่นต้นกำเนิดรังสีรูทีเนียม 106/โรเดียม 106 โดยการวัดด้วยหัววัดรัวสีชนิดเจอร์มาเนียมความบริสุทธิ์สูงและการจำลองแบบมอนติคาร์โล เพื่อเปรียบเทียบปริมาณรังสีจากการวัดและการจำลอง รวมถึงเพื่อประเมินความปลอดภัยทางรังสีให้แก่ผู้ปฏิบัติงาน ในการศึกษานี้ทำการติดแผ่นต้นกำเนิดรังสีรูทีเนียม 106/โรเดียม 106 ชนิดซีซีเอ ความแรงประมาณ 2 เมกะเบ็กเคอเรล ที่บริเวณดวงตาของหุ่นจำลองมนุษย์ นำหัววัดรังสีที่สอบเทียบแล้วนับวัดปริมาณรังสีและสเปกตรัมของแผ่นต้นกำเนิดรังสีด้วยเวลาและระยะทางที่เหมาะสม และทำการทดลองซ้าเมื่อใช้แผ่นตะกั่วหนา 1 มิลลิเมตร ปิดแผ่นต้นกำเนิดรังสี ทำการจำลองปริมาณรังสีจากแผ่นต้นกำเนิดรังสีโดยโปรแกรมมอนติคาร์โลเอ็นพาร์ติเคิล 5 ที่ผ่านการตรวจสอบแล้วโดยใช้สถานการณ์เดียวกับการวัด จากนั้นจำลองปริมาณรังสีโดยอ้างอิงจากสถานการณ์ทางคลินิก ผลการทดลองพบว่าเวลาและระยะทางที่เหมาะสมในการนับวัดคือ 25 นาทีและ 15 เซนติเมตร ปริมาณรังสีที่นับวัดได้เมื่อมีแผ่นตะกั่วและไม่มีแผ่นตะกั่วมีลักษณะคล้ายกันแต่ปริมาณรังสีที่นับวัดได้เมื่อมีแผ่นตะกั่วมีค่าน้อยลง 39 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับที่ไม่มีแผ่นตะกั่ว เมื่อเปรียบเทียบปริมาณรังสีจากการวัดและการจำลองให้ผลใกล้เคียงกันโดยค่าที่ได้จากการจำลองมีค่าสูงกว่าการวัดประมาณ 1.59 และ 1.45 เท่าเมื่อไม่มีตะกั่วและมีตะกั่วตามลำดับ ผลลัพธ์จากการจำลองสถานการณ์ทางคลินิกพบว่าปริมาณรังสีสูงสุดที่ผู้ปฏิบัติงานได้รับอยู่ที่ตำแหน่งกึ่งกลางแผ่นต้นกำเนิดรังสี (3.1513 ไมโครซีเวิร์ตต่อชั่วโมงต่อเมกะเบ็กเคอเรล) และต่ำสุดที่ด้านตรงข้ามกับแผ่นต้นกำเนิดรังสี (0.0001 ไมโครซีเวิร์ตต่อชั่วโมงต่อเมกะเบ็กเคอเรล) สาหรับผู้ปฏิบัติงานในห้องผ่าตัดค่าปริมาณรังสีที่เลนส์ตาได้รับมีค่า 1.428 ไมโครซีเวิร์ตต่อกระบวนการและปริมาณรังสีที่นิ้วได้รับมีค่า 34.146 ไมโครซีเวิร์ตต่อกระบวนการ ในขณะเดียวกันผู้ปฏิบัติงานในห้องพักฟื้นผู้ป่วย ค่าปริมาณรังสีของเลนส์ตาและนิ้วมือที่ผู้ปฏิบัติงานได้รับมีค่า 3.332 และ 79.674 ไมโครซีเวิร์ตต่อกระบวนการตามลำดับ โดยสรุปการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าการประเมินรังสีโฟตอนของแผ่นต้นกำเนิดรังสีรูทีเนียม 106/โรเดียม 106 สามารถทำได้ทั้งการนับวัดด้วยหัววัดรังสีชนิดเจอร์มาเนียมความบริสุทธิ์สูงและการจำลองแบบมอนติคาร์โลโดยโปรแกรมมอนติคาร์โลเอ็นพาร์ติเคิล 5 โดยทั้งสองวิธีแสดงให้เห็นถึงแนวโน้มที่ใกล้เคียงกันโดยมีความแตกต่างกันเล็กน้อยและจากผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าผู้ปฏิบัติงานที่เข้าร่วมกระบวนการรักษามะเร็งด้วยรังสีระยะใกล้ในดวงตาด้วยแผ่นต้นกำเนิดรังสีรูทีเนียม 106/โรเดียม 106 มีความปลอดภัยทางรังสี โดยอ้างอิงจากขีดจากัดของปริมาณรังสีที่เลนส์ตาและนิ้วมือแนะนำโดยคู่มือความปลอดภัยทางรังสีของคณะกรรมการป้องกันอันตรายทางรังสีระหว่างประเทศฉบับที่ 118
Description
Medical Physics (Mahidol University 2019)
Degree Name
Master of Science
Degree Level
Master's degree
Degree Department
Faculty of Medicine Ramathibodi Hospital
Degree Discipline
Medical Physics
Degree Grantor(s)
Mahidol University