ارائه مدلی جهت گسترش قله‌های براگ در پروتون‌تراپی ملانومای چشمی

در این پژوهش، مطالعات در زمینه پروتون‌تراپی ملانومای چشمی با استفاده از ابزار geant4 گسترش داده شده است. مدل‌های تحلیلی مختلفی، گسترش قله‌های براگ (sobp) در ناحیه تومور را مورد بررسی قرار داده‌اند. یکی از مهمترین مدل‌های تحلیلی، مدل بورفلد می‌باشد. در این مقاله، با استفاده از روش واپیچش توابع و استفاده محاسبات عددی، مدل تحلیلی جدیدی جهت تولید و گسترش قله‌های براگ در ناحیه تومورهای چشمی معرفی شده است. همچنین از شبیه سازی به کمک کد geant4 جهت تولید قله‌های براگ در فانتوم‌های واقعی چشم انسان و آب استفاده شده است. دو فانتوم متفاوت، جهت مطالعه تاثیر مواد واقعی فانتوم چشم بر منحنی‌های دز پروتون در نظر گرفته شده است. همچنین به‌منظور در نظر گرفتن اثرات بالینی، منحنی sobp در دو فانتوم، با در نظر گرفتن خط باریکه (catana) محاسبه شده است. به ازای باریکه‌های مدادی پروتون، پهنای sobp برای فانتوم آب و چشم به ترتیب برابر با 0.901 و 0.877 سانتی‌متر محاسبه شد. محاسبات منحنی براگ و sobp نشان می‌دهد توافق خوبی بین نتایج geant4، مدل پیشنهادی و مدل بورفلد وجود دارد. با به‌کارگیری خط باریکه catana، اختلاف پهنای sobp در دو فانتوم آب و چشم برابر با 0.11 سانتی‌متر می‌باشد.

A new model for Spread Out Bragg Peak in proton therapy of uveal melanoma

In this research, in order to improve our calculations in treatment planning for proton radiotherapy of ocular melanoma, we improved our human eye phantom planning system in GEANT4 toolkit. Different analytical models have investigated the creating of Spread Out Bragg Peak (SOBP) in the tumor area. Bortfeld rsquo;s model is one of the most important analytical methods. Using convolution method, a new analytical model for the creating of SOBP in the eye tumors was introduced. Also, the GEANT4 Monte Carlo toolkit was implemented for the Bragg peak production in the water and realistic eye phantom. Two different phantoms are proposed to study the effect of defining realistic materials on the proton dose distribution. Moreover, for the clinical investigation, the SOBP curves are figured in the water and eye phantom, using CATANA beam line. For proton pencil beams, the SOBP width for the water and eye phantoms was 0.901 and 0.877 cm, respectively. Bragg peak and SOBP calculations show a good agreement between the results of GEANT4, proposed and Bortfeld models. Using the CATANA beam line, the SOBP width difference between the two water and eye phantoms is 0.11 cm.