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

زمینه: به‌طور معمول در یک فرآیند پرتو درمانی با فوتون علاوه ‌بر سلول‌های سرطانی، به سلول‌های سالم نیز آسیب وارد می‌شود؛ اما در پروتون درمانی این آسیب‌های ناخواسته به حداقل خود می‌رسند. زیرا پروتون بیشترین میزان انتقال خطی انرژی را در ناحیه انتهای مسیر خود که به قله براگ مشهور است وارد می‌کند. در این مطالعه، بازه‌ی 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 روش‌ها: در این مطالعه، ابتدا یک فانتوم پستان فشرده شده به شکل نیم استوانه را با استفاده از کد MCNPX شبیه‌سازی کرده و سپس پرتوی پروتون را با بازه‌ی انرژی 1 مگا الکترون ولت به سمت فانتوم ترابرد کرده و تأثیر این پرتو بر روی تومور مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: محاسبات نشان می‌دهد، بهترین بازه‌ی انرژی برای درمان توموری با ضخامت 6 میلی‌متر در عمق 14 میلی‌متری از سطح فانتوم پستان در محدوده 41 تا 48 مگا الکترون ولت می‌باشد. 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 نوترون‌های با انرژی پایین دارد که با افزایش انرژی نوترون، شار آن کاهش می‌یابد. همچنین در نمودار شار فوتون‌ها، قله‌هایی مشاهده می‌شود که در نتیجه برانگیختگی هسته عناصر 31P، 12C و 16O می‌باشد، که در این برانگیختگی، 12C بیشترین شار فوتون را تولید می‌کند. نتیجه‌گیری: پروتون درمانی از دقت بالاتری نسبت به رادیوتراپی معمولی برخوردار است و آسیب‌های کمتری به سلول‌های سالم خارج از محدوده تومور وارد می‌کند. زیرا در بازه‌ی انرژی مفید محاسبه شده، بیشترین دوز یا آسیب به تومور وارد می‌شود. اما با این حال در این روش درمانی ذرات ثانویه ناخواسته‌ای تولید می‌شوند که ممکن است به سلول‌های دیگر اطراف تومور صدمه وارد کنند.