نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو/ دانشگاه صنعتی شریف

2 مدیر گروه مهندسی هسته ای- دانشکده مهندسی انرژی- دانشگاه صنعتی شریف

3 رییس دانشکده مهندسی انرژی

10.24200/nst.2021.775.1521

چکیده

انتظار می‌رود که روش های مبتنی بر اسکن نقطه ای نسبت به سایر روش های موجود برای پروتون درمانی، عملکرد بهتری در تحویل دز به هدف مورد نظر داشته باشد. در این مطالعه از کد شبیه ساز GATE، به منظور ارزیابی کمیات دزیمتری مهم در پروتون درمانی، مانند پهنا در نیم بیشینه، محل قله، برد و نسبت دز در قله به دز ورودی ( درصد دز عمقی) در فرآیند پروتون درمانی تحت شرایط یکسان برای روش های مبتنی بر اسکن نقطه ای و پراکندگی غیر فعال استفاده شده است. فانتومی از جنس آب انتخاب و پارامتر های انرژی سیستم با استفاده از مجموعه ای از داده های عمق-دز در محدوده انرژی 120-235 MeV اندازه گیری شد. قله های براگ با دقت 0.7 میلی متر در برد تولید شدند. گسترش قله براگ با مدولاسیون 7 سانتی متر و با دقت دامنه 10 میلی متر و اختلاف دز به قله به دز ورودی 8 درصد تولید شدند. جهت بررسی تطبیق پذیری پرتو پهنا در نیم بیشنه با اختلاف حداکثر 7 درصد بین دو روش ارزیابی شد.
در نتیجه بر اساس شبیه سازی انجام شده برای سیستم های مختلف تحویل پرتو، توانایی بهتر روش اسکن نقطه ای در انطباق پذیری با حجم هدف، کنترل بهتر روی توزیع دز و دز خارج از تومور کمتر نشان داده شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of dosimetry quantities in passive scattering and spot scanning methods in proton therapy based on GATE simulation..

نویسندگان [English]

  • Ali Asadi 1
  • Seyed Abolfazl Hosseini 2
  • Naser Vosoughi 3

2 Department of Energy Engineering, Sharif University of Technology, , Tehran, Iran

3 Chair, Dept. of Energy Engineering, SHARIF Univ. of Technology

چکیده [English]

The spot-scan based methods are expected to perform better than other methods for proton therapy in delivering the dose to the intended target. In this study, the GATE computer code is used to evaluate important dosimetric quantities in proton therapy, such as Full width at half maximum, peak position, range and peak-to-entrance dose ratio (percentage depth dose) in the proton therapy process under the same conditions based on spot scanning and passive scattering. Water phantom was selected and system energy parameters were measured using a set of depth-dose curve in the energy range of 120 to 235 MeV. Bragg peaks were generated with an accuracy of 0.7 mm in range. Spread out Bragg-peak were produced with 7 cm modulation and 10 mm range accuracy and peak-to-entrance dose ratio difference at an input dose of 8%. To evaluate the versatility of the beam, the Full width at half-maximum was evaluated with a maximum difference of 7% between the two methods.
As a result, based on the simulations performed for different beam delivery systems, the ability of the spot scanning method in adapting to the target volume, better control over dose distribution and less extra-tumor dose was demonstrated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Proton therapy
  • passive scattering
  • Spot Scanning
  • GATE