شبیه سازی مونت کارلو پروتون درمانی برای سرطان پستان در فانتوم پستان فشرده شده

زمینه: به طور معمول در یک فرآیند پرتو درمانی با فوتون علاوه بر سلول های سرطانی، به سلول های سالم نیز آسیب وارد می شود؛ اما در پروتون درمانی این آسیب های ناخواسته به حداقل خود می رسند. زیرا پروتون بیشترین میزان انتقال خطی انرژی را در ناحیه انتهای مسیر خود که به قله براگ مشهور است وارد می کند. در این مطالعه، بازه ی مفید انرژی برای درمان سرطان پستان و شار ذرات ثانویه تولید شده در فرآیند پروتون درمانی، برای تعیین ریسک ابتلا به سرطان ثانویه و خسارت به قلب و ریه، مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روش ها: در این مطالعه، ابتدا یک فانتوم پستان فشرده شده به شکل نیم استوانه را با استفاده از کد mcnpx شبیه سازی کرده و سپس پرتوی پروتون را با بازه ی انرژی 1 مگا الکترون ولت به سمت فانتوم ترابرد کرده و تأثیر این پرتو بر روی تومور مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: محاسبات نشان می دهد، بهترین بازه ی انرژی برای درمان توموری با ضخامت 6 میلی متر در عمق 14 میلی متری از سطح فانتوم پستان در محدوده 41 تا 48 مگا الکترون ولت می باشد. در این مطالعه، میزان شار ذرات ثانویه مانند نوترون و فوتون تولیدی برحسب انرژی پروتون ورودی محاسبه شده و نمودار تغییرات شار این ذرات برحسب انرژی رسم شده است. با توجه به نمودار شار نوترون، طیف نوترون یک شدت قابل توجهی برای نوترون های با انرژی پایین دارد که با افزایش انرژی نوترون، شار آن کاهش می یابد. همچنین در نمودار شار فوتون ها، قله هایی مشاهده می شود که در نتیجه برانگیختگی هسته عناصر 31p، 12c و 16o می باشد، که در این برانگیختگی، 12c بیشترین شار فوتون را تولید می کند. نتیجه گیری: پروتون درمانی از دقت بالاتری نسبت به رادیوتراپی معمولی برخوردار است و آسیب های کمتری به سلول های سالم خارج از محدوده تومور وارد می کند. زیرا در بازه ی انرژی مفید محاسبه شده، بیشترین دوز یا آسیب به تومور وارد می شود. اما با این حال در این روش درمانی ذرات ثانویه ناخواسته ای تولید می شوند که ممکن است به سلول های دیگر اطراف تومور صدمه وارد کنند.