مقایسه پیش‌بینی مدل‌های مختلف RBE در تکنیک پروتون تراپی با استفاده از کد GATE

نویسندگان

1 دانشگاه گیلان

2 دانشگاه گیلان

doi
چکیده

امروزه پروتون تراپی به عنوان یکی از موثرترین روش‌ها در درمان انواع متفاوتی از سرطان‌ها در مراکز بالینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در درمان به کمک این تکنیک هادرون‌تراپی، فرمالیزم مناسبی برای به دست آوردن اثرات بیولوژیکی نسبی (RBE) برای طرح درمان مورد نیاز است، و به همین منظور، و برای بررسی اثرات بیولوژیکی پرتو در بافت، به جای استفاده از دُز فیزیکی از مفهوم دُز بیولوژیکی استفاده می‌شود. به صورت معمول، در درمان‌های بالینی مطابق دستورالعمل ICRU، از مقدار ثابت RBE، 1/1 برای باریکه پروتونی استفاده می‌شود. اخیرا و به منظور مدل سازی درست‌تر اثرات بیولوژیکی پرتو در بافت، مدل‌‌های جدید و متفاوتی بر اساس نتایج آزمایشگاهی برای محاسبه RBE ارائه شده است که وابستگی آن را به پارامتر هایی نظیر دُز، LET، انرژی پرتو و حساسیت بافت نشان می‌دهد. در مطالعه حاضر، به کمک کد مونت کارلو GATE و شبیه سازی دقیق برخورد باریکه پروتونی تک-انرژی به یک فانتوم آبی، از مدل‌‌های Wilkens، Wedenberg ، Carabe و McNamara برای محاسبه RBE  استفاده شده تا میزان دُز بیولوژیکی در مدل‌‌های مختلف تعیین گشته و با RBE ثابت مقایسه گردد. در ادامه و به منظور نزدیکی هرچه بیشتر شبیه سازی ها به نتایج بالینی، از مدولاسیون پرتو فرودی به منظور ایجاد یک ناحیه قله براگ گسترده شده (SOBP < /span>)، استفاده شده و مدل‌‌های متفاوت RBE به منظور محاسبه دُز بیولوژیکی برای آن در نظر گرفته شده و نتایج مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که چهار مدل مختلف RBE،  دُز مساوی یا کمتری را در ناحیه ورودی پرتو پروتون فرودی، در مقایسه با نتایج مربوط به RBE ثابت، پیش بینی می‌کنند، در حالی که این شرایط برای ناحیه هدف به صورت معکوس خواهد بود