Skip to main content
SUPERVISOR
Zafarollah Kalantari,Mohammad-Hassan Alamatsaz
سیدظفراله کلانتری (استاد راهنما) محمدحسن علامتساز (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mahdi Mousaviyar
سیدمهدی موسوی یار

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Investigation of the Bragg Peak Broadening in Proton Therapy of Brain Tumor using the MCNPX Code
: Proton therapy is a treatment method for variety of tumors such as brain tumor. The most important feature of high energy proton beams is the energy deposition as a Bragg curve and the possibility of creating the spread out Bragg peak (SOBP) for full coverage of the tumor. The aim of this study is the three dimensional (3-D) coverage of a brain tumor while healthy brain tissue absorbs less radiation. In this study, a spherical tumor with the radius of 2.5 cm in the brain is considered. A SNYDER head phantom has been irradiated with 132 MeV proton beam energy. A PMMA modulator wheel and a PMMA range compensator wheel are used for longitudinal and lateral covering of the tumor, respectively. The simulations are performed using MCNPX code. Using a modulator wheel, the tumor is covered longitudinally and Spread Out Bragg Peak is created. In terms of lateral, in addition to the tumor, portions of healthy brain tissue are irradiated. 3-D coverage of spherical shape tumor is performed using a range compensator wheel. In the presence of modulator and range compensator wheels, the flux and absorbed dose of secondary particles produced by nuclear interactions of protons with elements in the head are considerably small compared to protons. Using a modulator and a range compensator wheels the tumor can be treated accurately in the 3-D, so that the minimal damage reaches the surrounding tissues. Our results show that more than 99% of the total dose of protons and secondary particles is absorbed in the tumor.
پروتون درمانی یک روش درمان برای انواع تومورها از جمله تومور مغزی است . مهم ترین ویژگی پرتوهای پر انرژی پروتون تخلیه ی انرژی به صورت منحنی براگ و امکان ایجاد قله براگ پهن شده، به منظور پوشش دهی کامل تومور است. هدف از این مطالعه پوشش دهی سه بعدی یک تومور مغزی با استفاده از موادی که انرژی را تغییر می دهند، می باشد به طوری که بافت سالم مغز حداقل تابش را دریافت کند. در این مطالعه توموری کروی به شعاع 5/2 سانتی متر داخل مغز در نظر گرفته شد. باریکه پروتون با انرژی MeV 132 فانتوم سر اشنایدر را تحت تابش قرار داد . از چرخ های تعدیل گر و جبران کننده برد از جنس PMMAبه ترتیب برای پوشش دهی طولی و پوشش دهی جانبی تومور استفاده شد . شبیه سازی ها با استفاده از کد MCNPX انجام شده است . با استفاده از چرخ تعدیل گر تومور از لحاظ طولی پوشش داده می شود و قله براگ پهن شده ایجاد می شود و با چرخ جبران کننده برد پوشش دهی جانبی تومور و در نهایت پوشش دهی سه بعدی انجام می شود. علاوه بر تومور قسمت هایی از بافت سالم مغز نیز تحت تابش قرار می گیرند. شار و دز جذبی ذرات ثانویه ی تولید شده از بر هم کنش های هسته ای پروتون ها با عناصر موجود در سر، در حضور چرخ تعدیل گر و چرخ جبران کننده در مقایسه با دز پروتون ها مقادیر بسیار کمی دارند . با استفاده از چرخ تعدیل گر و چرخ جبران کننده برد می توان تومور را به طور دقیق در سه بعد تحت تابش قرار داد به طوری که کمترین آسیب به بافت های مجاور وارد شود . نتایج نشان می دهند که با این روش بیش از 99 % دز کل ناشی از ذرات ثانویه و پروتون ها توسط تومور جذب می شود .

تحت نظارت وف ایرانی