19185

16623

كارشناسي ارشد

هسته اي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1402

مصور،جدول،نمودار. 70 ص

1402/11/02

كتابنامه

فيزيك

فيزيك

1402/11/08

2970528

با توجه به وجود قله براگ در نمودار دز-عمق براي پروتون، استفاده از باريكه پروتون با انرژي مناسب روش بهتري براي درمان تومور هاي سرطاني نسبت به ديگر پرتو ها مثل الكترون و پرتو هاي X است. در اين روش بررسي پارامتر هايي كه باعث انتقال بيشتر انرژي به بافت تومور نسبت به بافت سالم ميشود بسيار اهميت دارد. در اين پايان نامه تاثير پارامتر هاي انرژي باريكه، ميدان مغناطيسي خارجي و قطر باريكه ي پروتون در پروتون درماني مورد بررسي قرار گرفته است. در ابتدا با استفاده از كد شبيه سازي Geant4 و فانتوم اشنايدر سر انسان را كه حاوي يك تومور كروي به شعاع cm 5 / 2 و عمق cm 6 / 9 از مركز مغز قرار دارد را شبيه سازي كرديم، در اين شبيه سازي باريكه پروتون با انرژي هاي MeV 110 تا MeV 135 با گام هاي MeV 1 به سر تابانده شد. در ادامه منحني دز-عمق و نسبت دز كل دريافتي تومور به دز دريافتي بافت سالم كه به عنوان بهره درمان تعريف ميشود محاسبه شد. انرژي بهينه اي كه بيشترين بهره درمان را دارد در انرژي MeV 132 بدست آمد. پس از آن با اعمال ميدان مغناطيسي با سه شدت متفاوت، T 5 / 0 ، T 5 / 1 و T 3 بر روي سر بيمار تاثير آن را بر بهره درمان بدست آورديم. نشان داده شد كه با اعمال ميدان مغناطيسي، بهره درمان كاهش پيدا ميكند كه علت آن اين است كه با منحرف شدن باريكه پروتون در ميدان مغناطيسي، دز كمتري به تومور و دز بيشتري به بافت سالم ميرسد، اما همچنان بهينه انرژي، در حدود Mev 133 بدست آمده است! در نهايت بهره درمان را براي باريكه پروتوني با قطر mm 3 تا cm 5 )معادل قطر تومور( در شرايط بدون ميدان مغناطيسي و با ميدان مغناطيسي مقايسه كرده ايم. نشان داده ايم كه با افزايش قطر باريكه پروتون بهره درمان كاهش مييابد و اين كاهش در ميدان هاي مغناطيسي قوي بيشتر است. در انتها دلايل فيزيكي اين موضوع مورد تحليل قرار گرفته است.

Considering the existence of Bragg peak in the dose-depth diagram for protons, using a proton beam with appropriate energy is a better method for treating cancer tumors with respect to other methods such as electron beam or x-ray. Investigation of the parameters that cause more energy transfer to tumor tissues than healthy tissues is very important in thise method. In this thesis, the effects of the parameters such as the beam energy, external magnetic field and proton beam diameter in proton therapy has been investigated. At first, using the Geant4 simulation code and the Schneider's phantom, the human head containing a spherical tumor with 2.5 cm radius and 9.6 cm depth from the center of the brain was simulated. Then the proton beam with energies of 110 MeV to 135 MeV was irradiated to the head with 1 MeV steps in the simutatian. The dose-depth curve and the ratio of the total received dose of the tumor to the received dose of the healthy tissues, which is defined as the treatment gain, were calculated. The optimum energy that has the most treatment gain was obtained at 132 MeV. After that, we obtained the effect of magnetic field with three different intensities, 0.5 T, 1.5 T, and 3 T on the treatment gain. We have shown that the treatment gain decrease by applying of the magnetic fields. Its reasom is related to the fact that the magnetic field defleces the poroton beam. Therfore a lower dose reaches the tumor and a higher dose reaches the healthy tissue, but the optimum energy is also obtained approximatly 132 MeV. Finally the treatment gain is compared for different sizes of the proton beam diameter and different intensities of the magnetic filde . We have shown that by increasing the diameter of the proton beam, the treatment gain decreases and thise decrease is greater at stronger magnetic fields. The physical reasons for this matter have been analyzed.

ظفراله كلانتري

مريم حسنوند

احمد شيراني بيد آبادي , سجاد مري