تحلیل فازی میزان آسیب تابش اشعه گاما برای کادر درمان در مراکز پزشکی هستهای
محورهای موضوعی : بیوفیزیک
فتانه تقی زاده فرهمند
1
*
,
صاحبه فرهمند قربان
2
,
پرویز زبده
3
1 - گروه فیزیک، واحد قم، دانشگاه آزاد اسلامی، قم، ایران
2 - مهندسی هستهای، دانشکده علوم پایه، واحد قم، دانشگاه آزاد اسلامی، قم، ایران
3 - گروه پرتو پزشکی، دانشکده علوم پایه، واحد قم، دانشگاه آزاد اسلامی، قم، ایران
کلید واژه: کلیدواژه‌ها: اشعه گاما, پزشکی هستهای, منطق فازی, کادر درمان, سیستم استنتاج فازی ممدانی.,
چکیده مقاله :
هدف: پزشکی هستهای علم استفاده از مواد رادیواکتیو به‌صورت رادیو دارو در امر تشخیص و درمان بیماری‌‌ها می‌‌باشد. در پزشکی هستهای از رادیو ایزوتوپ‌های ساطع‌کننده فوتون‌‌های گاما جهت تصویربرداری و اسکن از اعضاء بدن جهت درمان استفاده می‌‌شود. لذا، باید شرایط استاندارد رعایت گردد تا مزایای استفاده از
آن بسیار بیشتر از مضرّات آن باشد. از آنجایی که در حال حاضر حضور کادر درمان در مراکز هستهای یک امر ضروری است، لذا به دلیل قرارگیری مداوم در برابر خطرات ناشی از اشعه گاما، بسیار آسیب‌‌پذیر می‌‌باشند. ارزیابی میزان خطر مستلزم تعریف پارامترهای مؤثر بوده که همراه با عدم‌‌قطعیت می‌‌باشند. استفاده از منطق فازی به دلیل در نظر گرفتن عدم‌‌قطعیت‌‌ها، پاسخ بهینه‌‌تری نسبت به روش‌‌های دیگر خواهد داشت.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش با به‌‌كارگیری روش فازی، و به کمک ابزار گرافیکی نرم‌‌افزار متلب و تعیین پارامترهای ورودی (استفاده از علائم ایمنی؛ ضخامت دیواره سربی اتاقک پرتوگیری؛ وجود دزیمتر؛ وسایل حفاظت فردی کارکنان درمانی؛ تماس با بیمار دارو گرفته) و همچنین تک پارامتر خروجی (میزان آسیب) مناسب بوده و با تعیین قوانین توسط فرد خبره و سیستم استنتاج فازی ممدانی، مضرات اشعه گاما برای کادر درمان بررسی شد.
یافته‌ها: نتایج به دست آمده برای ارزیابی مضرات تابش اشعه گاما برای کادر درمان در پنج مرکز پزشکی هستهای منتخب در شهرهای مختلف ایران با به‌‌کارگیری سیستم فازی نشان داد که میزان آسیب بین 10 تا 13 می‌‌باشد. مراکزی که مورد بررسی قرار گرفتند، همگی در گستره متوسط ریسک واقع شده‌‌اند که در مرکز منتخب شماره (5)، مقدار ریسک 13 محاسبه شد.
نتیجه‌گیری: میزان آسیب برای مرکز منتخب شماره (5) از سایر مراکز بیشتر است. لذا باید همه نکات ایمنی به طور کامل رعایت گردد، در غیر این‌صورت در درازمدت ممکن است کادر درمان با مشکلات مربوط به تابش اشعه گاما مواجه شوند.
Objective: Nuclear medicine involves the use of radioactive materials, or radiopharmaceuticals, for diagnosing and treating diseases. In this field, gamma photon-emitting radioisotopes are employed for medical imaging and organ scanning. Adherence to safety standards is critical to ensure that the benefits of these procedures outweigh their risks. Given the essential presence of medical staff in nuclear facilities, their prolonged exposure to gamma radiation poses significant health hazards. Risk assessment requires defining influential parameters, which often involve uncertainty. Fuzzy logic, by accounting for such uncertainties, provides a more optimal solution compared to conventional methods.
Materials and Methods: This study utilized fuzzy logic methodology, incorporating graphical tools in MATLAB software. Input parameters included safety protocols (e.g., radiation warning signs, lead shielding thickness in exposure rooms, availability of dosimeters, personal protective equipment for staff, and contact with medicated patients), while the output parameter was the damage level. Expert-defined rules and the Mamdani fuzzy inference system were applied to evaluate gamma radiation risks for medical staff.
Findings: The fuzzy system-based evaluation of gamma radiation hazards across
five selected nuclear medicine centers in Iran revealed damage levels ranging between
10 and 13. All assessed centers fell within the medium-risk category, with Center No. 5 exhibiting the highest risk score of 13.
Conclusion: Center No. 5 demonstrated the greatest risk among the evaluated facilities. Strict compliance with all safety measures is imperative; otherwise, medical staff may face long-term health issues associated with gamma radiation exposure.
1. Amirzadeh F & Tabatabaie S H R. Survey of radiation protection awareness among radiation workers in Shiraz hospitals. Iranian Hournal of Nuclear Medicine. 2005; 13(2): 38-43.
2. Awotunde J B, Matiluko O E & Fatai O W. Medical Diagnosis System Using Fuzzy Logic. African Journal of Computing & ICT. 2014; 7(2): 99-106.
3. Babapour Mofrad F, Ahmadi H & Fayazi A. A novel technique in optimal wavelet design for gamma spectrum (co-60) de-noising. journal of sciences (islamic azad university). 2009; 19(71): 9-26. [in persian]
4. Benini A A. Simulation of the Effectveness of Protection and Assistance for Victims of Armed Conflict (Sepavac): An Example from Mali, West Africa. Journal of Contingencies and Crisis Management. 1993; 1(4): 215-228.
5. Bighdelirad M A. Safety tips and protection recommendations. Qazvin University of Medical Sciences and Health Services, 2009. [in persian]
6. Bushberg J T, Seibert J A, Leidholdt E M & Boone J M. The Essential Physics of Medical Imaging. Wolters Kluwer Health, 2011.
7. Dowd S B & Tilson E R. Practical radiation protection and applied radiobiology. Philadelphia, 1999.
8. Faroughi F & Salehi Barough M. Effects of Gamma Radiation on Plasma Levels of Cu and Mn in Nuclear Medicine Staff. Iran South Med J. 2018; 21(3): 242-252. [in persian]
9. Fatahi-Asl J, Tahmasebi M & Karami V. The Protection knowledge and performance of Radiographers in some hospitals of Ahvaz County. Jentashapir J Health Res. 2013; 4(5): 405-415.
10. Ghazi Khanlou Sani K, Momennezhad M, Zakavi S R & Sabzevari S. Effect of lead aprons on decreasing the dose reiceived by personnel in nuclear medicine departments. Journal of Babol University of Medical Sciences. 2009; 10(5): 30-34. [in persian]
11. Kamil M Y & Salih A M. Breast Tumor Detection Via Fuzzy Morphological Operations. International Journal of Advanced Pervasive and biquitous Computing. 2019; 11(1).
12. Karami V & Zabihzadeh M. Radiation Protection in Diagnostic X-Ray Imaging Departments in Iran: A Systematic Review of Published Articles. J Mazandaran Univ Med Sci. 2016; 26(135): 175-188. [in persian]
13. Kovalerchuk B, Triantaphyllou E, Ruiz J F & Clayton J. Fuzzy logic in computer-aided breast cancer diagnosis: analysis of lobulation. Artificial Intelligence in Medicine. 1997; 11: 75–85.
14. Langarizadeh M & Mahmud R. Determination of Breast Density Using Fuzzy Logic. Payavard. 2014; 8(3): 210-219. [in persian]
15. Muhic I. Fuzzy Analysis of Breast Cancer Disease using Fuzzy c-means and Pattern Recognition. Southeast Europe Journal of Soft Computing. 2013; 2(1): 50-55.
16. Naddafi K, Salehi A A, Kardan M R, Fathabadi N, Yunesian M, Nabizadeh-Nodehi R, Deevband M R & Gooniband Shooshtari M. Population doses due to indoor gamma radiation exposure in Ramsar. Journal of Radiation Safety and Measurement. 2017; 6(4): 35-42. [in persian]
17. Rezaei S A. & Taherinia A H. Fuzzy expert system diagnosis of brain tumor. In: National Conference on Modern Research in Science and Technology, 2017. [in persian]
18. Sadre Momtaz A R & Ghasemi Nezhad Z. Study of the Workers Absorbed Dose on the Basis of their Organizational Post in Three Nuclear Medicine Clinics in Guilan Province. JGUMS. 2012; 21(81): 53-61. [in persian]
19. Samimi B. Guide to occupational health conditions and ionizing radiation control in metal industries (Steel, automotive, machine building). Tehran: Ministry of Health and Medical Education, Deputy Health Officer, 2019. [in persian]
20. Steyn Ph F & Uhrig J. The role of protective lead clothing in reducing radiation exposure rates to personnel during equine bone scintigraphy. Veterinary Radiology & Ultrasound. 2005; 46(6): 529-532.
21. White S, Gingold E & Yester M. The effectiveness of lead aprons for radiation protection in nuclear medicine (Abstract). Medical Physics. 2001; 28(6): 1277-8.