تاثیر عناصر تشکیل‌دهنده فانتوم بر محاسبات دز در پروتون‌تراپی سرطان کبد

زمینه و هدف: از آنجا که در بسیاری از کارهای شبیه‌سازی، از یک فانتوم ساده آب و همچنین گهگاه از فانتوم بافت نرم در محاسبات دزیمتری استفاده می‌شود، این مطالعه به بررسی تفاوت‌های بین دو فانتوم ذکرشده با فانتوم متشکل از مواد و عناصر واقعی کبد، در پروتون‌تراپی سرطان کبد پرداخته است. مواد و روش ها: سه فانتوم با عناصر متفاوت برای کبد، شامل آب، بافت نرم و فانتوم شامل عناصر اصلی کبد در نظر گرفته شد. توموری کروی‌شکل به شعاع دو سانتی‌متر در کبد در نظر گرفته شده و قله براگ پهن‌شده جهت پوشاندن کل تومور برای سه فانتوم ذکرشده محاسبه شد. شیوه توزیع دز و نسبت دز تخلیه‌شده در تومور و اندام‌های اطراف آن با استفاده از کد مونت کارلوی mcnpx محاسبه شد.ملاحظات اخلاقی: در این مورد قبلا مکاتبات انجام شده است. با توجه به شبیه سازی بودن مطالعه، نیازی به کد اخلاق وجود نداشت.یافته ها: نتایج نشان دادند برای بافت نرم و بافت اصلی کبد، قله‌های براگ در بازه انرژی mev 120- mev 90 و برای فانتوم آب بازه mev 116 -mev 88 محدوده تومور را می‌پوشاند. تفاوت مکان تخلیه دز برای فانتوم آب در هر انرژی نسبت به دو فانتوم دیگر به صورت تقریبی 4.5 میلی‌متر در هر نقطه است. پارامترهای ارزیابی دز طبق گزارش کمیسیون بین‌المللی واحدهای تابش (icru) به دست آمدند که تفاوت چندانی بین نتایج دیده نشد. توزیع دز در تومور و اندام‌های اطراف آن نشان می‌دهند برای هر سه فانتوم، توزیع دز اطراف تومور بسیار ناچیز است.نتیجه گیری: نتایج نشان می‌دهند استفاده از فانتوم بافت نرم نتایج قابل قبول‌تری برای شبیه‌سازی درمان نسبت به فانتوم آب برای جایگزینی بافت واقعی کبد دارد و در طراحی درمان باید بیشترین تلاش برای استفاده از فانتوم‌های واقعی‌تر باشد.

The Effect of Phantom Compositions on Dose Calculations in Proton Therapy of Liver Cancer

Background and Aim: Sicne in many dosimetry calculations, the water and soft tissue phantoms are used, this study aimed to investigate the difference of these two phantoms with a phantom consisted of realistic liver materials in proton therapy for liver cancer.Methods Materials: Three phantoms with different materials of water, soft tissue and realistic liver materials were used for the study. A spherical tumor with 2 cm radius was considered in the liver. The Spreadout Bragg Peaks (SOBPs) were measured to cover the complete tumor for the three phantoms. Dose distribution and deposited dose ratio in tumor and surrounding organs were calculated using Monte Carlo NParticle Extended (MCNPX) code. Ethical Considerations: The best proton energy interval to complete the coverage of tumor in the liver for phantoms with realistic and soft tissue materials was 90120 MeV and for water phantom, it was 88116 MeV. The shift of the Bragg peaks depth per energy in the water phantom mm relative to two other phantoms was about 4.5. The dose parameters were evaluated according to the International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU), and the results showed no any significant difference between them. The dose distribution in the tumor and surrounding organs showed that for all three phantoms, the dose distribution around the tumor was negligible.Results: The use of soft tissue phantom has more acceptable results than water phantom in simulating treatment and can be replaced with realistic liver tissue. More realistic phantoms should be used in treatment plan. Conclusion: The use of soft tissue phantom has more acceptable results than water phantom in simulating treatment and can be replaced with realistic liver tissue. More realistic phantoms should be used in treatment plan.