اثر چرخ تعدیل ‌گر و چرخ جبران‌ کننده برد برای پوشش ‌دهی سه بعدی هدف در پروتون درمانی تومور‌های مغزی با استفاده از کد Geant4

مقدمه: پروتون درمانی یک روش درمان برای انواع تومورها از جمله تومور مغزی است. مهم ترین ویژگی پرتو های پر انرژی پروتون تخلیه ی انرژی به صورت منحنی براگ و امکان ایجاد قله براگ پهن شده، به منظور پوشش دهی کامل تومور است. هدف از این مطالعه پوشش دهی سه بعدی یک تومور مغزی با استفاده از موادی که انرژی را تغییر می دهند، می باشد به طوری که بافت سالم مغز حداقل تابش را دریافت کند.مواد و روش ها: در این مطالعه توموری کروی به شعاع یک سانتی متر داخل مغز در نظر گرفته شد. باریکه پروتون با انرژی mev 5/86 فانتوم سر اشنایدر (snyder head phantom) را تحت تابش قرار داد. از چرخ های تعدیل گر و جبران کننده برد از جنس pmma به ترتیب برای پوشش دهی طولی و پوشش دهی جانبی تومور استفاده شد. شبیه سازی ها با استفاده از کد geant4 انجام شده است.یافته های پژوهش: با استفاده از چرخ تعدیل گر تومور از لحاظ طولی پوشش داده می شود و قله براگ پهن شده ایجاد می شود. از لحاظ جانبی علاوه بر تومور قسمت هایی از بافت سالم مغز نیز تحت تابش قرار می گیرند. با وجود چرخ جبران کننده برد، پوشش دهی سه بعدی تومور انجام می شود. شار و دز جذبی ذرات ثانویه ی تولید شده از بر هم کنش های هسته ای پروتون ها با عناصر موجود در سر، در حضور چرخ تعدیل گر و چرخ جبران کننده در مقایسه با پروتون ها مقادیر کمی دارند.بحث و نتیجه گیری: با استفاده از چرخ تعدیل گر و چرخ جبران کننده برد می توان تومور را به طور دقیق در سه بعد تحت تابش قرار داد به طوری که کمترین آسیب به بافت های مجاور وارد شود. نتایج نشان می دهند که بیش از 99% دز کل ناشی از ذرات ثانویه و پروتون ها توسط تومور جذب می شود.