محاسبه دز باریکه ی فوتونی در میدانهای نامتقارن وج شده داخلی به روش مونت کارلو

مقدمه: هدف اصلی در پرتو درمانی رساندن حداکثر دز به بافت های سرطانی و حداقل دز به بافت های سالم است. نیل به این هدف نیاز به انجام دزیمتری و محاسبات دقیق mu دارد. استفاده از وج و کولیماتورهای نامتقارن در رادیوتراپی با باریکه فوتونی بسیار متداول می باشد که بر روی فاکتورهای محاسبه mu تأثیرگذار می باشد. در نظر نگرفتن این تأثیر منجر به خطای سیستماتیک در دز ارائه شده به بیمار می شود. امروزه از روش دقیق شبیه سازی مونت کارلو ترابرد پرتوها در محاسبات دز رادیوتراپی استفاده می شود. هدف از این تحقیق بررسی صحت روش مونت کارلو در تعیین فاکتورهای محاسبات mu و بررسی تأثیر پارامترهای عمق، اندازه میدان و خروج از محور بر فاکتورهای پراکندگی کولیماتور، پراکندگی فانتوم، وج و نسبت پراکندگی فانتوم می باشد.مواد و روش ها: باریکه فوتونی mv6 شتاب دهنده ی elekta sl25/75 با استفاده از کد mcnp4c شبیه سازی شد. اطلاعات هندسه و مواد ساختار سر شتاب دهنده از سازنده تهیه شد. اعتبارسنجی بر اساس تغییر در ویژگی های باریکه الکترونی اولیه و انطباق منحنی های درصد دز عمقی و پروفایل دز با مقادیر اندازه گیری شده تجربی بدست آمد. شبیه سازی های مونت کارلو و اندازه گیری های تجربی برای تهیه فاکتورهای محاسبات mu بر اساس روش georg انجام شد. از روش رگرسیون چندگانه خطی برای بررسی تأثیر ارامترهای عمق، اندازه میدان و خروج از محور بر فاکتورهای پراکندگی کولیماتور، پراکندگی فانتوم، وج و نسبت پراکندگی فانتوم استفاده شد. میدان های متقارن باز و وج شده با اندازه ضلع 4، 5، 10، 15 و 20 سانتیمتر مربع و عدم تقارن به میزان cm1/75 و cm0/85 با بستن یکی از فک های کولیماتور به میزان cm1/7 و cm3/5 ایجاد شد. نتایج: نتایج آزمون آماری ks و آزمون آماری تک نمونه ای t انطباق خوبی بین منحنی های درصد دز عمقی و پروفایل از بدست آمده از شبیه سازی و اندازه گیری تجربی را نشان دادند. فاکتورهای محاسباتی وج، پراکندگی کولیماتور و پراکندگی فانتوم و نسبت پراکندگی حجم بدست آمده از شبیه سازی مونت کارلو باp<0.05 تطبیق خوبی با مقادیر اندازه گیری نشان دادند. خطای متوسط فاکتورهای محاسباتی کمتر از یک درصد بدست آمد. آزمون آماری رگرسیون با p<0.05 وابستگی فاکتور وج به اندازه میدان، عمق و خروج از محور نشان داد. این وابستگی تحت تأثیر زاویه وج می باشد و با کاهش زاویه وج کاهش می-یابد. فاکتور پراکندگی کولیماتور وابسته به اندازه میدان بوده و بجز برای میدان های با اندازه ضلع کمتر ازcm4 مستقل از عمق اندازه گیری می باشد. نسبت پراکندگی حجم هر دو وابسته به اندازه میدان و عمق اندازه گیری می باشند.بحث: نتایج تحقیق نشان داد که روش شبیه سازی مونت کارلو برای تعیین فاکتورها وج، پراکندگی کولیماتور و پراکندگی فانتوم و نسبت پراکندگی حجم در میدان های متقارن و نامتقارن از صحت خوبی برخوردار است. در نظر نگرفتن تأثیر پارامترهایی اندازه میدان، عمق و خروج از محور بر این فاکتورها منجر به خطای سیستماتیک بیش از 6% می شود.