استفاده از یک روش اصلاحی در محاسبه‌ مشخصات هندسی چرخ تعدیل‌گر برد در پروتون‌تراپی به روش پراکندگی غیرفعال

Abstract

در درمان تومورها به روش پروتون‌­تراپی، باریکه‌­ی پرتوی خروجی از سینکروترون یک پرتوی تک­‌انرژی است که پس از ورود به بافت هدف، قسمت زیادی از انرژی خود را به یک نقطه انتقال می‌­دهد. برای درگیر کردن کل بافت تومور، دو رهیافت وجود دارد که یکی از آن‌­ها، که در این پژوهش به آن پرداخته شده است، روش پراکندگی غیرفعال است. در این روش پرتوی پروتون برای پوشش دادن کل حجم تومور باید از یک پراکننده­‌ی دوار به نام چرخ تعدیل‌­گر برد عبور کند. این پراکننده در هر دور چرخش خود ضخامت‌­های متفاوتی از ماده را بر سر راه پرتو پروتون قرار می‌­دهد و در نتیجه پرتوی تک‌­انرژی را به یک طیف انرژی با انرژی کم‌­تر، که در عمق کم­‌تری از بافت جذب می­‌شود، تبدیل می­‌نماید. هدف این روش دست‌­یابی به یک منحنی جذب انرژی است که در ناحیه­‌ی تومور دارای بیشینه مسطح باشد و پس از عبور از این ناحیه به ­سرعت به صفر برسد. بررسی تأثیر مواد و تغییرات هندسی اجزای پراکننده در مسیر پرتوی پروتون موضوع قابل ­توجهی است که بر شکل منحنی جذب مؤثر است. در این پژوهش با استفاده از ابزار Geant4، که براساس روش مونت­ کارلو کار می‌­کند، این سیستم پراکننده شبیه‌­سازی شده است. محاسبه‌­ی مشخصات هندسی چرخ تعدیل‌­گر برد به طوری­که به منحنی جذب مسطح در محدوده­‌ی تومور منجر شود، موضوعی است که به روش­‌های مختلف به آن پرداخته شده است. در این پژوهش با نوشتن یک برنامه‌­ی پایتون با الگوریتم اصلاحی، یک منحنی مسطح قابل­ قبول حاصل شده است.