هادرون تراپی در درمان سرطان کبد با استفاده از شبیه سازی روش مونت کارلو

رایج ترین روش در پرتودرمانی خارجی، استفاده از باریکه های فوتون، پروتون، نوترون و یون های سنگین است. هادرون تراپی برای از بین بردن بافت های سرطانی با استفاده از ذرات یونیزان می باشد درصورتی که کم ترین آسیب به بافت های سالم برسد، حائز اهمیت است. هدف از این تحقیق ارزیابی میزان دز، انرژی و شار در تومور سرطانی داخل بافت کبد و نیز ذرات ثانویه حاصل از هادرون ها، به روش شبیه سازی مونت کارلوی Geant4 می باشد.

در این مطالعه ی تحلیلی-کاربردی با استفاده از نرم افزار Geant4، شبیه سازی فانتوم بدن انسان و توموری که در داخل بافت کبد قرار دارد انجام شد. دز عمقی، انرژی و شار برای چشمه های کربن و بورون انرژی های فرودی متفاوت به دست آمد و ناحیه تقریبی بافت هدف به روش برون یابی داده ها تعیین شد.

همان طور که مشاهده شد با افزایش انرژی باریکه فرودی، قله ها پهن تر و بیشینه مقدار آن ها (بیشینه دز جذبی) کاهش می یابد، زیرا برد ذره فقط به انرژی اولیه آن بستگی دارد و بعد از گذراندن دنباله در انتها، در زیر قله براگ، انرژی تخلیه شده برای ذرات با انرژی های مختلف تقریبا یکسان است. طبق شبیه سازی انجام شده بهترین بازه انرژی جهت شروع برهمکنش و ایجاد پیک براگ پرتو فرودی در محدوده هدف (تومور) در این پژوهش، برای بورون  از 1805 تا  MeV2075 و برای کربن از 2415 تا MeV 3015 می باشد.

هادرون درمانی از دقت بالاتری نسبت به رادیوتراپی معمولی برخوردار است و آسیب های کم تری به سلول های سالم خارج از محدوده تومور وارد می کند. زیرا در بازه انرژی مفید محاسبه شده، بیشترین دز یا آسیب به تومور وارد می شود. نتایج دز عمقی، انرژی و شار ذرات در تومور داخل بافت کبد فانتوم شبیه سازی شده و مشاهده گردید که هادرون ها بعد از طی مسافتی، حداکثر دز و انرژی خود را در ناحیه بافت هدف (تومور) برجای می گذارند.