پديد آورنده :
مويديان، زهرا
عنوان :
ارزيابي ميزان دز دريافتي تومور و بافت سالم كبد در پروتون درماني
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
فيزيك- فيزيك هسته اي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده فيزيك
صفحه شمار :
پانزده،116ص.: مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
محمدحسن علامت ساز، عليرضا كريميان
استاد مشاور :
اكبر پروازيان
تاريخ نمايه سازي :
3/10/93
استاد داور :
احمد شيراني، مريم حسنوند
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/08/23
چكيده فارسي :
چكيده سرطان كبد يكي از رايجترين سرطانها در دنياست كه تاكنون روشهاي مختلفي براي درمان آن به كار رفته است در ميان اين روشها پروتون درماني به دليل واگذاري بيشترين انرژي پرتو در قله براگ و داشتن برد كوتاه بر ساير روشها برتري دارد با اين وجود به دليل برهمكنشهاي هستهاي پروتون با هدف ذرات ثانويه مانند نوترون توليد ميشوند اين ذرات خطر ابتال به سرطانهاي ثانويه را افزايش مي دهند لذا در اين پژوهش قصد داريم دز پروتون و نوترون جذب شده در تومور و بافت سالم كبد را در پروتون درماني تومور كبد محاسبه نماييم بنابراين به منظور سادهسازي ابتدا چشمه پروتون را به صورت ديسك در نظر گرفته و آن را در مقابل فانتوم MIRD قرار ميدهيم هدف درماني به صورت توموري كروي با قطر 1 5 cm در عمقهاي 5 6 5 cm و 3 از سطح كبد طراحي شده است سپس شبيهسازي درمان با انرژيهاي مختلف چشمه انجام شده و انرژي بهينه براي درمان اين تومورها 312 82 MeV و 113 تعيين شده است سپس با به كارگيري انرژي بهينه درمان براي هر تومور دز پروتون نوترون و گاماي جذب شده در تومور و بافت سالم كبد تعيين شده است در مرحله بعد دستگاه پروتون درماني با سيستم پراكندگي منفعل شامل چرخ تعديل برد پراكندهساز شكليافته تغييردهنده برد و كليماتورها طراحي شده و در مقابل استوانه از جنس بافت نرم قرار گرفته است سپس با شبيهسازي هريك از هشت گام اول چرخ تعديل برد منحني عمق دز پروتون براي هريك از گامهاي چرخ تعديل برد رسم شده است در نهايت منحني عمق دز كلي از برهمنهي منحني عمق دز گامهاي مختلف به دست آمده و رسم شده است نمودار عمق دز نشان ميدهد كه از برهمنهي منحني عمق دز هشت گام اول چرخ تعديل برد ناحيهاي با دز يكنواخت و با عرض 5 cm ايجاد ميشود چنانچه تومور در اين محدوده مكاني قرار گيرد دز يكنواخت بااليي دريافت خواهد كرد سپس شبيهسازي درمان براي تومورهاي كبد انجام شده است به اين منظور ابتدا تومور كروي با قطر 5 cm در عمق 33 cm از سطح كبد طراحي شده است در ادامه چشمه به صورت تابعي گاوسي با انرژي متوسط 611 MeV در نظر گرفته شده و پس از تعيين تغيير دهنده برد مناسب دز پروتون جذب شده به ازاي هر ذره پروتون در تومور و بافت سالم كبد برابر 1 16 31 36 Gy par s و 13 13 75 4 به دست آمده است همچنين به منظور بررسي اثر تابشهاي ثانويه دز نوترون جذب شده در تومور و بافت سالم كبد محاسبه شده است 43 طبق نتايج دز نوترون جذب شده در تومور برابر 1 17 31 34 Sv par s و دز نوترون جذب شده در بافت سالم كبد برابر Sv par s 13 58 3 است در مرحله بعد تومور كروي با قطر 5 cm در عمق 2 cm از سطح كبد جايگزين شده است سپس شبيهسازي درمان براي 13 چشمه با انرژي متوسط 381 MeV انجام شده است و دز پروتون جذب شده در تومور و بافت سالم كبد برابر 3 34 31 36 Gy par s و 13 41 6 محاسبه شده است همچنين دز نوترون جذبي در تومور و بافت سالم كبد برابر 3 23 31 34 Sv par s و 53 13 41 2 به دست آمده است طبق نتايج به دست آمده براي تومور در عمق 33 cm از سطح كبد دز پروتون جذب شده در تومور حدود 26 7 برابر دز پروتون در بافت سالم كبد است همچنين براي تومور در عمق 2 cm از سطح كبد اين ضريب تقريبا برابر 3 است اين نتايج نشان ميدهد چنانچه از پروتون درماني براي درمان تومورهاي سرطاني كبد استفاده شود ميتوان دز پروتون بااليي بر تومور متمركز كرد در حالي كه دز پروتون جذب شده در بافت سالم كبد بسيار كم است همچنين از آنجا كه دز جذبي ناشي از نوترون ميتواند منجر به سرطانهاي ثانويه شود بررسي روشهاي كاهش اين دز بسيار مهم است
چكيده انگليسي :
Assessment of absorbed dose in tumor and healthy tissue of liver in proton therapy Author Sayedeh Zahra Moayedian zahra moayedian@yahoo com Department of physics Isfahan University of Technology Isfahan Iran Degree M Sc Language farsi Date 17 September 2014 Supervisors Dr M H Alamatsaz Dr A KarimianAbstract Liver cancer is one of the most common cancers in the world There are differentmethods to cure it Proton therapy is the best method because the proton has short range andtransfers maximum part of the beam energy to tissue in the Bragg Peak Of course nuclearinteractions of proton with tissue produce secondary particles like neutrons and they canincrease the risk of secoandery cancer affections The purpose of this research is calculationof proton and neutron absorbed dose in tumoral and healthy tissue of the liver in protontherapy First proton source was considered as a disk to simplify the situation and located infront of the MIRD phantom A spherical tumor of diameter 0 5 cm is designed and locatedin depths of 2 5 5 and 9 cm of the liver Proton therapy with different source energies weresimulated and optimized therapatic energies were assigned to be 86 106 and 133 MeV foreach tumor Then proton neutron and gamma absorbed doses in tumoral and healthy tissueof the liver were estimated by simulating the proton therapy with optimized energies Afterthat passive proton beam delivery system with double scattering technology was designedand located in front of a soft tissue cylinder Eight simulation were run so each simulationincluded a single step of range modulation wheel Finally the depth dose curve was drawnfor each step and SOBPs were evaluated as proton fluence weighted sum of Bragg curvesfrom the individual range modulation wheel steps So a uniform dose region of width 5 cmis formed in the total depth dose curve If the tumor is set in this region it will absorb a highuniform dose Then proton therapy of liver tumor was simulated For this purpose a tumorof diameter 5 cm was designed and placed in depth of 11 cm in the liver After that thesource was modeled as a Gaussian distribution function with a mean energy of 200 MeV So the appropriate range shifter was assigned and proton absorbed doses per sourse particlefor tumor and healthy tissue of the liver were estimated to be 3 32 10 12 and 4 57 10 13Gy par s To invistigate the influence of secondary radiations neutron absorbed doses persourse particle for tumor and healthy tissue of the liver were also calculated as 3 37 10 14and 1 85 10 14 Sv par s In the next step a tumor of diameter 5 cm in depth of 6 cm in theliver was designed and proton absorbed doses per sourse particle for tumor and healthy tissueof the liver were estimated as 1 94 10 12 and 2 04 10 13 Gy par s by simulation of protontherapy with mean energy of 180 MeV Also the neutron absorbed doses were calculated as1 61 10 14 and 6 34 10 15 Sv par s The ratio of proton absorbed dose in tumor and healthytissue of the liver was 9 for the tumor in depth of 6 cm and this ratio was 7 26 for the tumorin depth of 11 cm The results showed that tumor absorbs the maximum dose while thehealthy tissue absorbs the minimum dose Since the neutron absorbed dose in healthy tissueincreases the risk of secondary cancer affection the consideration of methods to decreasethe neutron absorbed dose is important Keywords proton therapy liver tumor MCNPX
استاد راهنما :
محمدحسن علامت ساز، عليرضا كريميان
استاد مشاور :
اكبر پروازيان
استاد داور :
احمد شيراني، مريم حسنوند
