بررسی اثر تغییر انرژی بر توزیع عمق-دوز در پروتون درمانی تومور چشمی با استفاده از کد MCNPX

منحنی توزیع عمق- دوز پروتون ها در ماده دارای بیشینه ای به نام قله براگ است. قله های براگ ناشی از یک باریکه پروتون تک انرژی خیلی باریک هستند. به منظور پوشش کل تومور بایستی قله براگ پهن شده ایجاد کرد. قله براگ پهن شده از برهم نهی چندین قله براگ به دست می آید. هدف از این پژوهش پوشش یک تومور چشمی در پروتون درمانی است به طوری که بافت های سالم کمترین آسیب را ببینند.
در این مطالعه تحلیلی، شبیه سازی ها با استفاده از کد MCNPX انجام شده است. یک تومور در فانتوم چشم در نظر گرفته شده است. باریکه های پروتون با انرژی های مختلف فانتوم چشم را تحت تابش قرار می دهند. از چرخ مدولاتور از جنس پلی استایرن برای ایجاد قله براگ پهن شده در ناحیه تومور استفاده شد.
با تغییر انرژی باریکه پروتون از MeV 20 تا MeV 38، قله های براگ در عمق های مختلفی از تومور ایجاد می شوند. قله براگ مربوط به باریکه پروتون با انرژی MeV 32/85 دقیقا در انتهای تومور قرار می گیرد. با استفاده از باریکه پروتون با انرژی MeV 32/85 و یک چرخ مدولاتور از جنس پلی استایرن و با ضخامت های مختلف، قله های براگ مختلفی ایجاد می شود. قله براگ پهن شده از برهم نهی قله های براگ مختلف در ناحیه تومور ایجاد می شود. از برهم کنش هسته ای غیر الاستیک پروتون ها با هسته های بافت های مختلف چشم، نوترون ها و فوتون ها تولید می شوند. دوز جذبی و شار نوترون ها و فوتون های ثانویه در مقایسه با توزیع عمق- دوز پروتون ها خیلی کمتر است و دوز جذب شده کل در تومور بیشتر از سایر بافت های چشم است.
با استفاده از چرخ مدولاتور می توان تومور را تحت تابش قرار داد به طوریکه کمترین آسیب به بافت های مجاور وارد شود. نتایج نشان می دهند که بیش از 92% دوز کل ناشی از ذرات ثانویه و پروتون ها توسط تومور جذب می شود.