Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Karimian,Mohammad-Hassan Alamatsaz
علیرضا کریمیان (استاد راهنما) محمدحسن علامتساز (استاد راهنما)
 
STUDENT
Haniye Mirzaie arab abadi
هانیه میرزایی عرب ابادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Absorbed dose uncertainty evaluation of cancerous and healthy prostate tissue in proton therapy using Monte Carlo method
Proton therapy is one of the prostate cancer treatments which destroys tumor using a proton beam. Bragg peak in proton depth-dose curve is the most important characteristic of this method. Bragg peak causes the most amount deposition of energy in the tumor. Prostate is not a fixed organ and is moved in the range of 1-7mm in body, so this movement results in uncertainty in total absorbed dose. In this research total absorbed dose and equivalent dose of secondary particle are calculated regarding prostate movement using FLUKA code which works with Monte Carlo method. At first phantom used in this research including prostate healthy tissue, prostate tumor, bladder, rectum and testis was simulated. then tissue materials were added. Regarding depth of 15cm of prostate in body the needed energy to form Bragg peak in prostate tumor was calculated 148MeV with 0.02% precision. At first total absorbed dose for one proton particle for prostate and reside organs was calculated while prostate was considered fixed in (0,0,0), it was shown that 99.9% of total absorbed dose for one proton particle which is 7.2 nGy is deposited in prostate. Then prostate was moved 7mm perpendicular with proton beam, total absorbed dose for one proton particle in prostate reduces to 7.04 nGy. Due to this movement uncertainly of total absorbed dose was 2.2 %. Finally prostate was moved 3mm in the direction of proton beam and total absorbed dose for one proton particle in prostate was calculated 6.72 nGy. Due to this movement uncertainty of total absorbed dose was 6.66%
پروتون درمانی یکی از روش های درمان سرطان پروستات می باشد که در آن با استفاده از باریکه پروتون، توده های سرطانی مورد هدف قرارمی گیرند. مزیت اساسی این روش وجود پدیده ای به نام قله براگ در منحنی عمق-دز پروتون می باشد. پدیده مذکور این امکان را فراهم می کند که انرژی باریکه به مقدار بسیار زیاد و دقیقی در بافت سرطانی نهشت یابد. از آنجایی که پروستات عضوی ثابت نیست و در محدوده 1 تا 7 میلیمتر در بدن جابه جا می شود، لذا این جابه جایی باعث به وجود آمدن تغیر در دز کلی جذب شده می شود. در این پژوهش با استفاده از کد محاسباتیFLUKA که بر اساس روش عددی مونت کارلو محاسبات را انجام می دهد، دز کلی جذب شده به ازای یک ذره پروتون و همچنین معادل دز ذرات ثانویه برای بیمار مبتلا به سرطان پروستات با در نظر گرفتن جابه جایی پروستات بررسی گردید. در ابتدا فانتوم مورد استفاده در این پژوهش شامل بافت سالم پروستات، بافت سرطانی پروستات، مثانه، روده بزرگ و بیضه ها شبیه سازی شد و سپس ماده متناسب با هر بافت تعریف و به آن ها منتصب گردید. با توجه به عمق 15 سانتی متری پروستات در بدن، انرژی مورد نیاز جهت تشکیل قله براگ در بافت سرطانی پروستات مقدار MeV 148 با دقت 02/0 درصد محاسبه و مورد استفاده قرار گرفته است. ابتدا در حالتی که پروستات در مبدا مختصات و بدون جابه جایی قرار دارد، میزان دز کلی جذب شده به ازای یک ذره پروتون برای پروستات و سایر اندام های مجاور آن محاسبه شد و مشخص گردید مقدار 90/99 درصد دزکلی جذب شده به ازای یک ذره پروتون به پروستات می رسدکه مقدار آن nGy 2/7 می باشد. سپس پروستات را در راستای عمود بر باریکه پروتون به اندازه 7 میلی متر جابجا کردیم، میزان دز کلی جذب شده به ازای یک ذره پروتون در پروستات به مقدار Gy 04/7 کاهش یافت. به واسطه این جابه جایی میزان تغییر دز کلی جذب شده پروستات مقدار 22/2 درصد به دست آمد. در نهایت پروستات را در راستای باریکه پروتون به اندازه 3 میلی متر جابجا کردیم و دز کلی جذب شده به ازای یک ذره پروتون در پروستات nGy 72/6 به دست آمد. میزان تغییر دز کلی جذب شده به ازای یک ذره پروتون برای پروستات در اثر این جابه جایی مقدار 66/6 درصد به دست آمد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی