محاسبه نسبت دز قله به دره ناشی از پرتوهای ورقه ای ایکس با استفاده از اتاقک یونیزاسیون و کد شبیه سازی Geant4

تحقیقات انجام شده با تشعشعات ایکس سینکروترون نشان داده است که روش درمانی با میکرو باریکه های پرتو ایکس در معالجه تومورهای سرطانی مزایای منحصر به فردی دارد. تعیین توزیع دز و محاسبه پارامتر نسبت دز قله به دره در این روش، از مهم ترین مراحل طرح درمان می باشند. نسبت دز قله به دره، معیاری برای سنجش میزان نابودی سلول های سرطانی و حفظ سلول های سالم موجود در اطراف بافت تومور می باشد. با استفاده از یک کلیماتور چند شکافه، پرتوهای ایکس خروجی از یک لامپ مولد اشعه ایکس تبدیل به صفحات باریک موازی شده تا بتوان توزیع دز ناشی از پرتوهای باریک را در یک فانتوم از جنس پلکسی گلاس به دست آورد. اندازه گیری دز جذبی توسط یک اتاقک یونیزاسیون دیسکی انجام شد که به علت بزرگ بودن سطح حساس اتاقک نسبت به پهنای باریکه ها، از یک کلیماتور تنگستنی با یک شکاف به ابعاد mm2 5/7×3/0 در وسط آن و در مقابل اتاقک یونیزاسیون، استفاده شده است. علاوه بر این ، با استفاده از کد شبیه سازی Geant4 مدلی شامل چشمه پرتوهای ایکس، کلیماتور چند شکافه، فانتوم، کلیماتور تک شکافه و آشکارساز طراحی شده است تا بتوان نتایج اندازه گیری و شبیه سازی را مقایسه نمود.
یافته های پژوهش: بررسی توزیع دز در داخل فانتوم از هر دو روش، وجود قله ها و دره ها را نشان می دهد. در اندازه گیری تجربی به علت پایین بودن شار پرتوهای ایکس و محدودیت زمان پرتودهی، خطای نتایج به دست آمده قابل توجه است. پارامتر نسبت دز قله به دره در عمق 8 میلی متری فانتوم برای کلیماتور mm (W) 5/0+ (Air) mm1 با اتاقک یونیزاسیون و شبیه سازی به ترتیب 7/8 و 5/10 می باشد. در حالی که مقدار این پارامتر با کلیماتور mm (W) 1+ (Air) mm1، 1/11 و 3/13 به ترتیب برای اتاقک و شبیه سازی به دست آمده است.
بحث و بر اساس نتایج، استفاده از کلیماتور چند شکافه از جنس تنگستن می تواند پرتوهای باریک ایکس ایجاد نماید. برآورد توزیع دز ناشی از پرتوهای مذکور، به روش شبیه سازی با کد Geant4 نسبت به اتاقک یونیزاسیون، از دقت بالاتری برخوردار می باشد که به دلیل امکان تعریف آشکارساز در ابعاد بسیار کوچک تر، در کد Geant4 است.