رادیوایمبولیزاسیون با استفاده از ریزکره های حاوی Y90 ، یک گزینه جذاب برای درمان سرطان های کبد است. تصویربرداری از پرتوهای ترمزیY90  پس از تزریق ریزکره ها به بدن بیمار به منظور محاسبه دوز منتقل شده صورت می گیرد. ماهیت تابش های ترمزی باعث می شود که محاسبه دوز با استفاده از تصویربرداری با دوربین گاما از پرتوهای ترمزیY90 مشکل و پیچیده باشد. اخیرا ً با استفاده از نانو ذرات سعی در تقویت تابش های ترمزی و پرتوهای اختصاصی شده است. همچنین از تابش لومینسانس چرنکوف به عنوان یک تکنیک جدید برای تصویربرداری از Y90 استفاده شده است. اگرچه به کارگیری این تکنیک نسبت به سایر سیستم های تصویربرداری پزشکی هسته ای ساده است. اما عمق نفوذ بهره پایین تابشش های چرنکوف، امکان استفاده از این تکنیک جدید را محدود می کند.
هدف از این تحقیق که در قالب رساله دکترای تخصصی اسرا سادات طالبی در رشته فیزیک پزشکی انجام شد، استفاده از ریزکره های حاوی نانو ذرات وY90 برای بهبود محاسبه دوز منتقل شده در رادیوایمبولیزلسیون است. در این پژوهش از کدهای شبیه سازی مونت کارلو برای مدل سازی تصویربرداری توسط مدالیته های تصویربرداری گاما و لومینسانس چرنکوف استفاده شد. تصاویر تخت از تابش های ترمزی و اختصاصی در هنگام حضور نانو ذرات طلا، بیسموت، هافنیم، گادولینیوم و یوروپیوم یا غلظت های مختلف در داخل ریزکره های رزین و شیشه به دست آمد. همچنین در هنگام حضور نانو ذرات تیتانیم اکسید درداخل ریزکره های مختلف، تصاویر لومینسانس چرنکوف از تومورها کسب شد.
به منظور مقایسه کیفیت تصاویر به دست آمده، کمیت هایی نظیر حساسیت، کنتراست و قدرت تفکیک فضایی محاسبه شد. اثر درمانی حضور نانو ذرات مختلف در ریزکره های مختلف از طریق محاسبه دوز جذبشده در بافت تومورال و غیرتومورال محاسبه گردید.
بر اساس نتایج به دست آمده از شبیه سازی ها، با افزایش غلظت نانو ذرات در داخل ریزکره های رزین و شیشه حساسیت تصاویر تخت به دست آمده از پرتوهای ترمزی و اختصاصی افزایش می یابد. در هنگام حضور نانو ذرات هافنیم، یوروپیوم و گادولینیوم در داخل ریزکره رزین و شیشه، کنتراست و رزولوشن تصاویر تخت به دست آمده از پرتوهای اختصاصی نسبت به تصاویر به دست آمده از پرتوهای ترمزی در هنگام عدم حضور نانو ذرات در ریزکره ها بهبود می یابد. شدت تصاویر لومینسانس چرنکوف در هنگام حضور نانو ذرات تیتانیم اکسید در داخل ریزکره های مختلف به طور چشمگیری افزایش یافت. با افزایش غلظت نانو ذرات در داخل ریزکره ها دوز جذب شده در بافت تومرال و غیرتومرال کاهش می یابد. ماکزیمم کاهش دوز در هنگام حضور نانو ذرات با غلظت های 4/8mol/L و 2/4mol/L در ریزکره های شیشه و رزین است.
این تحقیق شواهدی مبتنی بر استفاده از نانو ذرات تیتانیم اکسید برای بهبود کیفیت تصاویر لومینسانس چرنکوف از طریق افزایش بهره تولید تابش های چرنکوف ارائه می کند. همچنین با ترکیب نانو ذرات یوروپیوم، هافنیم و گادولینیوم در داخل ریزکره های رزین و شیشه کیفت و کمیت تصاویر تخت پس از درمان بهبود یافت.
گفتنی است این پژوهش با راهنمایی دکتر حسین رجبی عضو هیأت علمی دانشکده علوم پزشکی دانشگاه انجام شد.