بررسی توزیع دوز در میدانهای نامتقارن به روش مونت کارلو

در حال حاضر ازروش های محاسباتی مونت کارلو به عنوان ابزاری دقیق و استاندارد در دوزیمتری و طرح درمان استفاده می شود. از مهمترین مزایای این تکنیکها امکان بررسی پارامترهایی است که اندازه گیری عملی آنها دشوار و گاهی غیر ممکن می باشد. اشکال اصلی روش های محاسباتی، طولانی بودن زمان محاسبات است که در جهت کاهش آن، روش های مختلف سخت افزاری و نرم افزاری مورد استفاده قرار می گیرند که از جمله آنها می توان به ابداع و گسترش تکنیکهای موازی سازی و همچنین تعریف پارامتری چشمه تابش با استفاده از اطلاعات چشمه درفضای فاز اشاره نمود.
در این تحقیق از کد MCNP-4C به منظور شبیه سازی میدانهای نامتقارن شتابدهنده خطی نپتون 10PC استفاده شده است. شبیه سازی چشمه در دو مرحله انجام گرفت، ابتدا چشمه الکترونی با توزیع گاوسی از نظر انرژی و توزیع فضایی تعریف شد و سپس از اطلاعات مربوط به فوتونهای ایکس ترمزی در فضای فاز، به منظور تعریف پارامتری چشمه فوتونی استفاده گردید. از آنجا که در حالت تولید فوتون، قسمتهای دستگاه تا زیر فیلتر یکنواخت کننده ثابت می باشند، از اطلاعات صفحه فضای فاز زیر فیلتر در تعریف چشمه فوتونی استفاده شد. در این رابطه سه میدان نامتقارن 6 × 6، 10 ×10 و 15 × 15 سانتی متر مربع به ترتیب با خارج از مرکز 5/1، 5/3 و 6 سانتیمتر مورد شبیه سازی قرار گرفت. همچنین به منظور بررسی پارامترهای دوزیمتری، یک فانتوم آب با SSD، 100 سانتی متر نیز شبیه سازی شد. اندازه گیری های عملی با استفاده ازسیستم دوزیمتری موجود و اتاقک یونش RK در فانتوم آب انجام گرفت.
برای اطمینان از شبیه سازی، تغییرات دوز با عمق بر روی محور مرکزی پرتو و محور کلیماتور (مرکز میدان تابشی) بررسی گردید همچنین توزیع دوز در صفحات عمود بر محور پرتو در عمقهای بیشینه دوز و 10 سانتی متر نیز محاسبه و اندازه گیری شد. سپس نتایج محاسبات با اندازه گیری های عملی مقایسه شدند. بررسی نتایج نشان دهنده توافق مناسب بین مقادیر محاسباتی با اندازه گیری های عملی است، به طوریکه حداکثر اختلاف دوز نقاط در حد 2% و در بیشتر موارد در حد 1% می باشد.
نتایج حاصل از این بررسی تائید دیگری برانتخاب صحیح طیف پرتو الکترونی و بازسازی چشمه فوتونی براساس اطلاعات مربوط به فوتونهای ترمزی در فضای فاز است. لذا از این شبیه سازی می توان به منظور پیش بینی توزیع دوز در میدانهای درمانی پیچیده تر و همچنین بررسی موارد دیگری مانند تاثیر ناهمگنی های بافتی و وجود تغییردهنده های شدت پرتو برتوزیع دوز استفاده نمود.