طراحی، شبیه سازی و ساخت کولیماتور چندتیغه ای مورد استفاده در پرتودرمانی با شدت متغیر جهت تعیین دقیق ناحیه هدف

یکی از روش های درمان تومورهای سرطانی، پرتودرمانی با شدت متغیر بوده که در این روش تعیین مختصات ناحیه هدف بسیار حائز اهمیت می باشد. این عمل به کمک کولیماتور چند تیغه ای انجام می شود.
در این مقاله طراحی و شبیه سازی کولیماتور چندتیغه ای به روش مونت کارلو و استفاده از آن در پرتودرمانی به منظور تعیین دقیق شکل تومور جهت کاهش دز بیمار مورد بررسی قرار گرفته و با استفاده از کد MCNP4C ماده بهینه جهت ساخت تیغه ها تعیین شده است. در سیستم فوق پس از پردازش تصاویر سی تی اسکن یا ام آر آی بیمار و مشخص شدن شکل تومور، پرتو خروجی از شتاب دهنده خطی، برای از بین بردن سلول های سرطانی به سمت تومور تابیده می شود. سیستم به گونه ای طراحی شده است که تیغه های کولیماتور چند تیغه ای پس از دریافت فرمان از میکروکنترلر، شروع به حرکت نموده و با جذب پرتو شدت آن را تغییر می دهند که نتیجه این امر، رسیدن حداکثر دز پرتو به تومور و حداقل آن به بافت های سالم مجاور می باشد.پس از انجام مراحل طراحی و شبیه سازی کولیماتور چند تیغه ای و تایید شدن ابعاد و مواد انتخاب شده در مرحله طراحی، مرحله ساخت سیستم آغاز می گردد. لازم به ذکر است این کولیماتور در ابعاد واقعی و با استفاده از تمامی قطعات و مدارات حقیقی ساخته شده است. تنها تفاوت مراحل ساخت کولیماتور با مراحل طراحی و شبیه سازی استفاده از تفلون برای ساخت تیغه ها بوده است. با توجه به هزینه بالای استفاده از تنگستن و از آن جا که این پروژه تا حدی یک نمونه آزمایشی بوده است، در ساخت تیغه ها از ماده تفلون استفاده نمودیم.
طبق محاسبات شبیه سازی بهترین ماده جهت استفاده درتیغه های کولیماتور چند تیغه ای آلیاژ تنگستن، مس و نیکل است که حداکثر تضعیف را موجب می شود و تضعیف پرتو های اولیه توسط خود تیغه ها با ضخامت 65/8 سانتی متر، 55/10 درصد می باشد.
در حال حاضر برای درمان تومورهای سرطانی از بلوک های سربی استفاده می شود که مشکلاتی نظیر نگهداری آن ها، لزوم ساخت جداگانه برای هر بیمار و افزایش هزینه های درمان را در پی خواهد داشت. اما کولیماتورهای چند تیغه ای بهترین ابزار برای ایجاد شکل تومور و نیز امکان درمان در زوایای مختلف در روش پرتودرمانی با شدت متغیر می باشد که استفاده از آن دز بیمار را کاهش داده و حداکثر دز را به تومور خواهد رساند. در این پروژه ساخت سیستم کولیماتور چند تیغه ای در ابعاد واقعی با موفقیت صورت گرفته است و البته نتایج شبیه سازی نیز ماده مناسب برای ساخت تیغه ها را به ما پیشنهاد می کند.