طراحی یک مدل پیشنهادی جهت بهینه سازی درمان با پرتوهای میکرونی ایکس و مقایسه آن با نتایج اندازه گیری
چکیده
هدف اصلی در رادیوتراپی، اعمال حداکثر دز به ناحیه موتور به همراه حداقل آسیب رسانی به سلولهای سالم می باشد. درمان با استفاده از ریز باریکه های ایکس (microbeam radiation therapy) یکی از روشهای نوین رادیوتراپی است که می تواند برای معالجه تومورهای سیستم عصبی مرکزی (cns) به ویژه در کودکان زیر سه سال، هنگامیکه روشهای دیگر درمانی دارای ریسک بالا باشند، به کار رود. در این روش از پرتوهای ایکس سینکروترون به صورت صفحات باریک موازی (با ضخامت 25m و فاصله مرکز به مرکز 200m) استفاده می شود. نتایج پیش بالینی mrt نشان می دهد که بافتهای سالم آسیب دیده توسط سلولهای مخاطی مویرگهای اطراف ترمیم می شوند. در سالهای اخیر، تحقیقات زیادی در ارتباط مستقیم با روش mrt نظیر میکرودزیمتری عملی با قدرت تفکیک بالا و روشهای شبیه سازی مونت کارلو (egs4, penelope, geant4) به منظور تخمین توزیع دز در هندسه ها و انرژیهای مختلف پرتو ایکس انجام شده است. در این میان، کد geant4 یک بسته نرم افزاری انعطاف پذیر و جامع را برای شبیه سازی مدرن در اختیار کاربران قرار داده است. به طوریکه برنامه نویسی مبتنی بر منطق شی گرایی در کد کامپیوتری geant4 سبب شده که گسترش مدل از طریق وراثت کلاسها به سادگی انجام پذیرد. در این پروژه با استفاده از کد geant4، مدلی به منظور شبیه سازی دز جذبی در فانتوم حاوی pmma و یا آب (شامل تومورهای فرضی) طراحی شده است. همچنین از این مدل برای مطالعه روشهای درمانی پرتودهی دو و یا چند جهته با باریکه های ایکس نیز استفاده شده است. مقایسه نتایج بدست آمده از مدل برای پروفیل توزیع دز ناشی از پرتو میکرونی ایکس در انرژیهای مختلف فوتون نشان می دهد که در محدوده انرژی 80-100 kev افت دز سریعتر می باشد. علاوه بر این پراکندگی کامپتون و تا حدی اثر فوتوالکتریک در مسیر پرتو و در اطراف مسیر پرتو نیز اثر فوتوالکتریک، برهمکنش غالب می باشند. پروفیل دز شبیه سازی شده افزایش قابل ملاحظه دز جذبی را در مسیر و اطراف باریکه های ایکس را پس از اضافه نمودن عناصر سنگین (طلا و یا گادولونیوم) نشان می دهد. البته این افزایش دز جذبی برای طلا در مسیر پرتوها و برای گادولونیوم در اطراف مسیر پرتوها محسوس تر است. مشاهده می شود که دز جذبی در ناحیه تومور نشاندار شده با طلا و گادولونیوم نسبت به بافت سالم، به ترتیب 47.6% و 26.8% افزایش داشته است.