یک فانتوم سر ریاضیاتی برای بررسی های دوزیمتری به روش مونت کارلو

به منظور رعایت اصول حفاظت پرتویی در بسیاری از پروسه های درمانی و تشخیصی، بررسی های دوزیمتری بر روی سیستم هایی دوزیمتریک انجام می شود. از روش های محاسباتی مونت کارلو به دلیل پیچیدگی و هزینه ی بالای ساخت فانتوم های اختصاصی، استفاده می شود. پیچیدگی بالای فانتوم های دیجیتالی، زمان اجرا و بار محاسباتی روش دوزیمتری مونت کارلو را به شدت افزایش می دهد. در بسیاری از مطالعات، همه ی اجزا تعریف شده و دقت بالای فانتوم های دیجیتالی وکسل بندی شده لازم نیست و با مدل نمودن یک فانتوم دیجیتالی ساده می توان به اهداف مطالعه دست یافت. با توجه به اهمیت و جایگاه فانتوم های دیجیتالی در محاسبات دوزیمتری به روش مونت کارلو، در این مطالعه یک فانتوم سر انسان بر اساس داده های آناتومیک سر جهت مطالعات دوزیمتریک ناحیه سر ارائه می گردد.
در این مطالعه شبیه سازی فانتوم سر معادل انسان با استفاده از کد هسته ای MCNPx (ورژن 2.4.0) انجام می گردد. فانتوم سر پیشنهاد شده در این مطالعه دارای بخش های استخوان جمجمه، بافت مغز، چشم، لنز چشم، استخوان صورت، گردن و پوست می باشد که با توجه به ترکیب اتمی و دانسیته گزارش شده توسط گزارش ICRU 44 و سایت انستیتو ملی استانداردها و تکنولوژی (NIST) مدل شده است.
فانتوم سر از لحاظ بصری و ویژگی های ساختاری در نماهای مختلف توسط دو متخصص علوم تشریح به صورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفت. درستی و مطابقت ویژگی های ساختاری فانتوم شبیه سازی شده با سر انسان توسط هر دو متخصص تایید گردید. فانتوم مدل شده قابل تغییر و ارتقا می باشد و بر اساس اهداف مطالعاتی مختلف می توان بخش های دیگر از جمله تومور، بافت های حیاتی و .. در آن لحاظ نمود.
با استفاده از فانتوم دیجیتالی ارائه شده، می توان به بررسی های دوزیمتری پیش کلینیکی از جمله تعیین دوز جذبی بافت های حیاتی در کاربردهای درمانی و تشخیصی و همچنین تاثیر روش های شیلدینگ و آرایش های تصویربرداری مختلف در کیفیت تصویر را ارزیابی نمود.