محاسبات دزیمتری برای رادیوتراپی با میکروباریکه های تابش سینکروترون در فانتوم آب و معادل سر توسط کد مونت کارلوی Geant4

Mrt نوعی روش رادیوتراپی نوین بر پایه اثر دز حجم می باشد که در درمان تومورهای مقاوم به تابش، نظیرگلیوما به ویژه در درمان تومورهای مغز کودکان مورد استفاده قرار می گیرد. در این تکنیک آرایه ای از میکروباریکه های موازی و پرشدت اشعه ایکس با ابعاد میکرومتری و توزیع فضایی منقطع به کارگرفته می شوند. پروفایل دز حاصل از چنین چیدمانی، شامل قله ها ودره ها است. نسبت میان دز قله به دز دره pvdr نامیده می شود که اصلی ترین پارامتر دزیمتری و شاخص کیفیت درمانی mrt به شمار می رود. مقدار آن در بافت سالم باید حداکثر و در تومور به منظور جلوگیری از هر نوع ترمیم، حداقل باشد. هدف از این پژوهش بررسی عوامل موثر بر این پارامتر است. بدین منظور توزیع سه بعدی دز داخل فانتوم های آب و معادل سر، تحت میکروباریکه هایی با ابعاد، فواصل و میدان های تابش مختلف برای انرژی های گسسته و طیف انرژی پیوسته esrf توسط کد geant4 محاسبه گردید. منحنی های pvdr، پروفایل های توزیع دز عمقی و جانبی نشان دادند که اندازه میدان تابش، انرژی میکروباریکه ها، پهنای میکروباریکه ها و فواصل بین آن ها، عمق نفوذ و ترکیب فانتوم در میزان pvdr موثر هستند. میزان pvdr با افزایش اندازه میدان پرتودهی، کاهش و با کاهش پهنا و فواصل میکروباریکه ها، افزایش می یابد. بیش ترین میزان pvdr برای انرژی kev100 و طیف esrf حاصل می گردد. میکروباریکه هایی با انرژی kev300 برای فواصل کمتر از μm400 مناسب نیستند. دز دره در ناحیه استخوان برای طیف esrf در مقایسه با انرژی های دیگر کاهش می یابد که بیانگر اثربخشی درمانی بالاتر است.

Dose calculations of microbeam radiation therapy (MRT) in water and head equivalent phantoms using GEANT4 simulation

Microbeam radiation therapy (MRT) is an innovative experimental method used for radioresistant tumours such as glioma especially in pediatric cancer. In MRT, the patient is irradiated with arrays of parallel and highintensity Xray microbeams. The MRT offers dose profiles consisting of a pattern of peaks and valleys. The peaktovalley dose ratio (PVDR) is the most important metric determining the effectiveness of MRT. Its value has to be maximized in normal tissue, and minimized in cancerous tissue in order to avoid any recovery. The main aim of this study is to investigate the possible effect of beam parameters on PVDR. To do so, the 3D dose distributions in water and head equivalent phantoms are computed with various microbeam configurations using GEANT4 simulation. The results show that the most promising PVDR are obtained at 100keV and ESRF spectrum. In addition, using a 300keV beam is not suitable for microbeams separation distance below 400 mu;m. By increasing radiation field size, microbeam rsquo;s width and their separation, PVDR decreases for all energies. PVDRs in the bone rapidly fall because of the dominant photoelectric phenomenon for such a highZ material.