۳۵۰۳/۱

۶۴/۱

۲۷

۱۴۳۳/۰

۱۴۰۵/۰

–

–

–

شکل ۴-۸٫ SOBP حاصل از برهم‌نهی پیک‌های براگ بهینه شده داخل تومور در هر دو فانتوم
منحنی مشکی مربوط به آب و منحنی نقطه‌چین مربوط به محیط چشمی است.
در ادامۀ این بخش، می‌خواهیم اثری که تعریف مواد واقعی تومور در مطالعات شبیه‌سازی، می‌تواند روی یکنواختی دوز SOBP داشته باشد را بررسی کنیم؛ بر این اساس، فاکتورهای وزنی بهینه‌کننده که به کمک فانتوم سادۀ آب محاسبه شده است، جهت ساختن SOBP در محیط چشمی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این کار برای آن است که در شرایط واقعی، وزن پرتوهای تابیده شده به بیمار، به‌وسیلۀ طراحی درمان و شبیه‌سازی تابش پرتو به فانتوم آب به‌دست می‌آید. در شکل ۴-۹، SOBP حاصل از به‌کارگیری چنین روشی نشان داده شده است. همان‌طور که در این نمودار نیز دیده می‌شود، این کار منجر به ایجاد آشفتگی در یکنواختی دوز SOBP، به‌ویژه در بخش انتهایی آن می‌گردد؛ بنابراین اگر بخواهیم در محیط چشمی، SOBP یکنواختی به‌طور ایده‌آل داشته باشیم، یافتن ضرایب وزنی بهینه با فانتوم سادۀ آب، چندان مناسب نیست.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

شکل ۴-۹٫ بررسی میزان یکنواختی توزیع دوز SOBP به دست آمده با ضرایب وزنی بهینه شده به کمک فانتوم آب در محیط چشمی با ترکیبات واقعی تومور (منحنی نقطه‌چین)
تا اینجا محدودۀ انرژی مورد نیاز برای درمان یک تومور چشمی به کمک پروتون‌ها و نیز نحوۀ ساختن منطقۀ یکنواخت دوز در تومور بررسی شد. از آنجایی که در حال حاضر شتاب‌دهنده‌های پروتونی قادر به تولید پروتون‌هایی در این بازۀ انرژی (MeV32-MeV22) با جریان مناسب نیستند و استفاده از پروتون‌های تک انرژی به روش اسکن پرتو، در واقع یک شبیه‌سازی درمان به‌طور ایده‌آل به‌حساب می‌آید، باید این شبیه‌سازی برای یک سیستم پروتون‌تراپی در شرایط واقعی بررسی شود. با توجه به روش‌های موجود در پروتون‌تراپی، می‌دانیم که می‌توان از پروتون‌هایی با انرژی بالاتر که شتاب‌دهنده‌های پروتونی قادر به تولید آن هستند، برای درمان تومورهای چشمی استفاده کرد و برد آن‌ها را به میزان دلخواه تنظیم نمود. در بخش بعد، یکی از سیستم‌های پروتون‌تراپی جهت درمان تومور چشمی شبیه‌سازی و بررسی می‌شود.

۴-۳- شبیه‌سازی نازل HCL

در این بخش، نازل مورد استفاده در درمان تومورهای چشمی که برای شتاب‌دهندۀ سیکلوترونی HCL نصب شده است، به کمک کد MCNPX، جهت طراحی درمان، شبیه‌سازی شده و مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است [۱۱۴]. به کمک این نازل، محاسبات دوزیمتری در فانتوم چشم انجام می‌گیرد. اجزای به‌کار گرفته شده در نازل، ابعاد و جنس آن‌ها در جدول ۴-۳ فهرست شده است.در شرایط واقعی، در نازل HCL، کاهنده‌های انرژی با ضخامت ثابت و متغیر وجود دارند. کاهندۀ انرژی با ضخامت ثابت، برد پرتو پروتون را به میزان مطلوب و در محدودۀ تومور کاهش می‌دهد و نیز پرتو را از دید عرضی به اندازۀ مفید برای درمان تومور چشم، پهن می کند و کاهنده با ضخامت متغیر اجازه می‌دهد تا عمق نفوذ به‌طور پیوسته، متناسب با گسترۀ تومور تغییر کند. اما در این شبیه‌سازی به‌جای درنظرگرفتن هر دو کاهنده، یک کاهندۀ انرژی با ضخامت متغیر درنظر گرفته شده است تا برد پرتو را به میزان مورد نیاز و متناسب با عمق و گسترۀ تومور تنظیم نماید؛ به‌گونه‌ای که حداقل ضخامت انتقال‌دهندۀ برد متناسب با عمقی‌ترین پیک براگ در تومور باشد. موازی‌سازهای استفاده شده در این نازل که از جنس آلیاژ برنج می‌باشند نیز بخش بزرگی از پروتون‌های پراکنده شده و کم انرژی را مسدود می‌نمایند؛ به‌علاوه، وجود محفظۀ خالی در این سیستم به‌دلیل آن است که پروتون‌ها با طی کردن مسافت بیشتر، واگرایی بیشتری پیدا کنند و همزمان با کاهش شعاع موازی‌ساز مخروطی شکل در انتهای نازل، پروتون‌های واگرا شده و کم انرژی جذب شوند و در نهایت طیفی گاوسی شکل از پروتون‌ها را در خروجی نازل داشته باشیم. نکتۀ دیگری که در یک سیستم شکل‌دهندۀ پرتو پروتونی باید درنظرگرفته شود، وجود حافظ نوترونی در پایین جریان موازی‌ساز است تا بیشترین نوترون‌های تولید شده طی آماده‌سازی پرتو پروتون جهت درمان را جذب نماید [۳۰]. شکل ۴-۱۰، نازل شبیه‌سازی شده برای یک سیستم کنش‌پذیر جهت تحویل پرتوهای پروتون به تومور را نشان می‌دهد.

شکل ۴-۱۰٫ نمای کلی از نازل شبیه‌سازی شده با کد MCNPX به‌عنوان سیستم کنش‌پذیر
جهت تحویل پرتو پروتون به تومور
جدول ۴‑۳٫ مشخصات کلی نازل شبیه‌سازی شده براساس نازل HCL

اجزای نازل

جنس

طول (cm)

شعاع خارجی (cm)

شعاع داخلی (cm)

A

موازی‌ساز اول

برنج

۱

۶۲/۷

۶۴/۰

B

کاهندۀ انرژی