محاسبه دز اولیه و ثانویه در پروتون تراپی تومور مغز با روش مونت کارلو

چکیده: باریکه های پرانرژی پروتون فواید مهمی در درمان تومورهای عمقی داخلی دارند.ویژگی توزیع عمق ـ دز فیزیکی پروتون ها در بافت، با دز کم در ناحیه ورودی و دز بیشینه ای در ناحیه براگ و افت سریعی در نزدیک انتهای بردشان مشخص می شود. وقتی پروتون ها از درون ماده میگذرند به دلیل برهم کنش پروتون ها با مواد درون بدن ذرات ثانویه ای ایجاد شده که منجر به بروز سرطان ثانویه، به ویژه درکودکان می شوند، از این رو لازم است تحقیقات بسیاری به منظور بررسی اثرات مثبت و منفی احتمالی پروتون درمانی انجام شود. بنابراین تمرکز این تحقیق تعیین دز اولیه و ثانویه است. یک چشمه پروتون تک انرژی شبیه یک باریکه مدادی در این شبیه سازی استفاده شد. محاسبات دز در دو مرحله صورت گرفت، در مرحله اول سر با استفاده از یک فانتوم استوانه ای آب ( با طول cm19و قطر cm19و با ضخامت cm5/0 از پلکسی گلاس) شبیه سازی شد، سپس ویژگی های پروتون نظیر توزیع عمق ـ دز بررسی شد. در مرحله بعد به منظور تخمین اثر تغییر چگالی هدف بر توزیع عمق ـ دز چگالی مواد فانتوم تغییر کرد، با افزایش چگالی بافت به میزان 5% دز پروتون کاهش یافت . سپس یک تومور کروی با قطر cm1 در فانتوم در نظر گرفته شد و محاسبات دز درون تومور و فانتوم اجرا گردید. ما از کد mcnpx نسخه ی 2.6.0 برای انرژی پروتون از 150 تا mev160 با گام های mev1 استفاده کردیم برای این که مقادیر یونش که مربوط به تخریب سلولی یا دز در هدف هستند را به دست بیاوریم. کد mcnpx کد شبیه سازی ترابرد تابش همه منظوره است که توانایی شبیه سازی باریکه های پروتون را دارد. این کد به داده های ورودی که هندسه و عوامل فیزیکی مسأله شبیه سازی شده را تعریف می کند احتیاج دارد. نتایج نشان دادند که انرژی 152 تا mev154 برای درمان تومور مناسب است. کودکان جمعیتی هستند که درمانشان مشکلات ویژه ای دارد چون آن ها نسبت به تابش حساس تر هستند. درمان تومورهای مغز کودکان با استفاده از تابش ( اشعه x) می تواند باعث آثار جانبی شدیدی نظیر ناهنجاری های غدد داخلی و تأخیر رشد شود، ولی مطالعات بالینی گزارش داده اند که درمان بیماران با سرطان سر و گردن با استفاده از پروتون ها آثار جانبی کمی دارد. پروتون درمانی بخش مهمی از درمان تومورهای مغز کودکان است، بنابراین به منظور تخمین دز در تومور مغز کودکان، فانتوم سر mird سن 5 سال که شامل بخش های زیر است: مغز، جمجمه، سر و پوست شبیه سازی شد. ترکیب عناصر هر نوع بافت از داده های icrp23 گرفته شد و توموری با قطر mm10 درون مغز در نظر گرفته شد و دز اولیه و ثانویه محاسبه شد . نتایج شبیه سازی نشان داد بهترین محدوده انرژی برای این که کاملاً تومور مغز را پوشش دهد از انرژی 123 تا mev125 است و دز نوترون ثانویه 100 مرتبه کمتر از دز پروتون های اولیه است که دلیلی است بر این که دز ثانویه در پروتون تراپی نسبتاً کوچک است. شبیه سازی های اولیه با کد srim/trim تأیید شدند.