دزسنجی روش پروتون درمانی

پروتون درمانی یکی از روش های درمان سرطان است که در درمان انواع خاصی از تومورها، مخصوصا تومورهایی که در عمق قرار دارد، بر سایر روش های پرتودرمانی ارجحیت دارد. امتیاز پروتون درمانی به سایر روش ها، به خواص فیزیکی پروتون و در واقع به چگونگی توزیع دز آن در ماده بر می گردد. پروتون ماکزیمم دز خود را در انتهای مسیر و به یکباره ذخیره می کند و در طول مسیر دز کمی ذخیره می کند. این توزیع دز توسط منحنی براگ توصیف می شود و به مکان ذخیره ماکزیمم دز، قله براگ گفته می شود. به این ترتیب با توجه به عمق تومور در بدن می توان انرژی پرتو را به گونه ای تعیین کرد که مکان قله براگ بر روی تومور واقع شود و به بافت سالمی که در مسیر عبور پرتو قرار دارد آسیب کمی می رسد. و همچنین می توان با توجه به پهنای تومور از قرار دادن چندین قله براگ باریک در کنار هم، قله گسترده براگ (sobp) را، برای ایجاد توزیع دز یکنواخت در تومور ایجاد کرد. برای شبیه سازی درمان یک تومور مغزی کروی شکل به وسیله پرتو پروتون، با استفاده از کد مونت کارلو، از یک چشمه دایره ای شکل و هم شعاع با کره تومور استفاده کرده و سپس بازه انرژی مورد نیاز چشمه، متناسب با مکان تومور تعیین می شود. برای شبیه سازی بدن بیمار نیز از فانتوم وکسل استفاده شده است. در اینجا با قرار دادن چشمه در زوایای مختلف نسبت به سر فانتوم و سنجش معیارهای مربوط به یک پروتون درمانی موفق، می توان موقعیت مکانی بهینه را برای چشمه پیدا کرد. از جمله این معیار ها، دریافت دز کافی در تومور برای تخریب کامل و همچنین یکنواختی توزیع دز در تومور می باشد. و دیگری پایین بودن دز متوسط رسیده به اعضا سالم است. البته با توجه به اینکه برهمکنش پرتو با ماده به صورت نقطه ای است، علاوه بر پایین بودن دز متوسط جذب شده در اعضا، یکنواختی توزیع آن نیز اهمیت دارد و باید مطمئن شویم هیچ نقطه ای از بافت سالم بیش از حد مجاز دز دریافت نکرده باشد. اما در این پژوهش بهترین حالت را از لحاظ موقعیت مکانی چشمه، به گونه ای تعیین کردیم که در این حالت، با وجود دریافت دز کافی با توزیع تقریبا یکنواخت در تومور، دز متوسط رسیده به اعضا سالم بیش از حد مجاز نباشد. در این شبیه سازی به نواحی ای از بافت سالم مغز که در اطراف تومور قرار دارد، همانند تومور، دز بالایی رسیده است. برای حل این مشکل لازم است در شبیه سازی حجمی در مسیر عبور پرتو قرار دهیم که شکل تومور در آن تعبیه شده باشد. به این وسیله مکان ذخیره ماکزیمم دز پرتو منطبق بر شکل تومور شده و این نقص رفع می شود.