بررسی اثر میدان مغناطیسی بر توزیع دز در یون درمانی با هلیوم به روش MR-Guided Therapy با استفاده از کد مونت کارلوی فلوکا

نویسندگان

1 پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، کرج، البرز، ایران

doi
چکیده

امروزه جهت بهبود صحت درمان در پرتودرمانی، تلاش‌های بسیاری برای استفاده از تصویر‌برداری همزمان تشدید مغناطیسی به‌دلیل مزایایی چـون ایجاد تمایز بافت نرم مناسب و پرتوهای غیریونیزان آن وجود دارد. از سوی دیگر، پرتودرمانی با یون هلیوم به‌دلیل مزایایی چون پراکندگی جانبی کمتر نسبت به پروتون و دنباله پاره‌های هسته‌ای کمتر نسبت به باریکه‌های کربنی، در حال توسعه است. ایده‌ی استفاده از هـدایت تصویر تشدید مغناطیسی  در درمان با یون هلیوم،  چالش‌هایی را  به‌ همراه  دارد که آشفتگی دز در بدن بیمار  از جمله  این چالش‌هاست‌.  برای  ارزیابی   تغییرات معادل دز یون هلیوم در یک میدان مغناطیسی عمود بر محور باریکه و با انگیزه استفاده در توسعه بالقوه هلیوم درمانی با هدایت تصویر تشدید مغناطیسی (MRI) در آینده،  یک باریکه درمانی  هلیوم و  نیز یک فانتوم آب  همگن با استفاده  از کد مونت  کارلو  فلوکا  شبیه‌سازی  و اغتشاشات دز معادل در راستای محور مرکزی هم‌چنین میزان انحراف و عقب‌گرد باریکه‌های یون هلیوم اولیه در عمق براگ در انرژی‌های مختلف و در حضور میدان‌های مغناطیسی محاسبه شد. درصد تغییرات دز در راستای محور مرکزی در اثر اعمال میدان مغناطیسی در انرژی‌های کمینه، متوسط و بیشینه محاسبه و نشان داده شد که بیشینه تغییرات دز در انرژی MeV/n 5/220 و در عمق cm 9/30  فانتوم  اتفاق  می‌افتد.  هم‌چنین بیشینه عقب‌گرد و انحراف باریکه‌های هلیومی در حضور میدان مغناطیسی 3 تسلا و در انرژیMeV 5/220 به‌ترتیب برابر mm 2/5 و mm 7/4 به‌دست آمد. صحت شبیه‌سازی از طریق راستی‌آزمایی منحنی‌های دز عمقی باریکه‌های یونی هلیوم در یک فانتوم آب با داده‌های تجربی، ارزیابی شد. حداکثر اختلاف مقدار شبیه‌سازی شده با مقدار اندازه‌گیری شده در پیش‌بینی محل قله براگ باریکه‌های هلیومی در آب، در حالت عدم حضور میدان مغناطیسی برابرmm 962/0 بود که نشان از صحت محاسبات مونت‌کارلو انجام‌ شده دارد.