استفاده از روش الگوریتم تکرار در محاسبه‌ی مشخصات هندسی چرخ تعدیلگر دامنه در پروتون تراپی به روش پراکندگی غیر فعال

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مرکز تحصیلات تکمیلی دانشگاه پیام نور

2 دانشگاه علوم پزشکی ایران، دانشکده‌ی فیزیک پزشکی، گروه فیزیک پزشکی

چکیده

در درمان تومورها به روش پروتون تراپی، باریکه‌ی پروتون تک انرژی پس از ورود به بافت هدف، بتدریج انرژی خود را از دست می‌دهد و در عمق خاصی که قله‌ی براگ نام دارد،کل انرژی آن به یک باره به بافت هدف منتقل می‌شود. برای درگیر نمودن کل بافت تومور، از دو روش پراکندگی غیر فعال و اسکن نقطه به نقطه استفاده می‌شود. در روش پراکندگی غیر فعال، باریکه‌ی پروتون برای پوشش دادن کل حجم تومور، باید از یک پراکننده‌ی دوار به نام چرخ تعدیلگر دامنه عبور کند تا باریکه‌ی پروتون تک انرژی به یک طیف انرژی تبدیل شود. هدف این روش رسیدن به منحنی قله براگ گسترده است. این سیستم پراکننده با استفاده از کد مونت کارلوی Geant4 شبیه سازی شده است. محاسبه‌ی مشخصات هندسی چرخ تعدیلگر دامنه به‌طوری که به منحنی قله‌ی براگ گسترده منجر شود، موضوعی است که به روش‌های مختلف به آن پرداخته شده است. در این مقاله ابتدا تاثیر عبور باریکه از ضخامت‌های مختلف لگزان و سرب به‌طور جداگانه بررسی شد. سپس با استفاده از روش الگوریتم تکرار، وزن قطاع‌های مختلف از چرخ مدولاسیون محاسبه شد . در ادامه منحنی قله‌ی براگ گسترده با یکنواختی 3 درصد به دست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An iterating method to calculate geometry of range modulation wheel in passive proton therapy

نویسندگان [English]

  • Zahra Tabatabaeian 1
  • Mahdi Sadeghi 2
1 Post-Graduation Center, Payame Noor University,
2 Medical Physics Department, School of Medicine, Iran University of Medical Science
چکیده [English]

In the proton therapy for tumors treatment, when the single energy proton beam enters the target tissue, loses its energy gradually and at a specific depth called Bragg peak, all its energy is transferred into the target tissue. Two methods of passive scattering and pencil beam scanning are used to deliver the proton beam energy to the entire tumor tissue. In the passive scattering method, the proton beam has to pass through a rotating scattering device called range modulation wheel to convert the single energy proton beam into protons with energy spectrum. The purpose of this method is to reach the Spread Out Bragg Peak. This scattering system is simulated using the Monte Carlo Geant4 code. The computation of the geometrical properties of the range modulation wheel in such a way as to result in a Spread Out Bragg Peak curve is a subject which has been dealt with in various ways. In this paper, at first, the effect of beam crossing on different thicknesses of Lexan and Lead is investigated separately. Then, by using the iterative algorithm method, the weight of different sections of the modulation wheel was calculated. Further, a broad Bragg peak curve with 3% flatness was obtained.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Simulation
  • Monte Carlo
  • Geant4
  • Proton therapy
  • Range Modulation Wheel