بررسي ميزان معادل دز نواحي حساس سر و گردن در پروتون‌ تراپي نازوفارنكس با استفاده از كد مونت‌كارلو MCNPX

Studying dose equivalents of radio-sensitive organs in head and neck region during nasopharynx proton therapy using Monte Carlo MCNPX code

در اين پژوهش به بررسي ميزان معادل دز رسيده به نواحي حساس ناحيه سر و گردن در پروتون‌تراپي سرطان نازوفارنكس پرداخته شده است. براي اين منظور، با استفاده از اطلاعات كلينيكي، يك تومور متوسط طراحي و درون فانتوم مرد بزرگسال ICRP جايگذاري شد. براساس داده‌هاي پزشكي، هشت جهت پرتودهي در اطراف گردن انتخاب شد. سپس با توجه به نوع و ضخامت بافت‌هاي قرار گرفته در مسير پرتو در هر جهت، بيم مناسب طراحي گرديد. از آن‌جايي كه در مسيرهاي تابش‌دهي دو نوع بافت نرم و استخواني وجود دارند، ابتدا تأثير وجود بافت استخواني در جابه‌جايي قله براگ به دقت بررسي گرديد. نتايج حاكي از آن است كه به‌ازاي اضافه كردن هر cm 1 بافت استخوان در مسير قله براگ به‌طور ميانگين بين 0/6 تا cm 0/8 به عقب كشيده مي‌شود. هم‌چنين نشان داده شد كه ميزان جابه‌جايي قله درنتيجه افزايش ضخامت استخوان به‌ازاي هر انرژي از يك تابع درجه دوم تبعيت مي‌كند. سپس با توجه به وسعت حجمي تومور و با استفاده از نتايج حاصل شده، پيوستار گسترده بيم پروتون بهينه براي هر مسير تابش‌دهي طراحي گرديد. هشت مسير پرتودهي در اين پژوهش درنظر گرفته شده و معادل دز نواحي مختلف سر و گردن در هر مسير و در مجموع به‌ازاي معادل دز درماني تومور محاسبه گرديد. نتايج نشان مي‌دهند كه در مجموع مغز و تيروئيد بيش‌ترين معادل دز را دارند.

In the present work, dose equivalents of radiosensitive organs in head and neck region have been calculated during nasopharynx proton therapy. For this purpose, a middle-size tumor was designed with the use of clinical information, and was then incorporated into the adult male ICRP phantom. According to the medical data, eight radiation paths around the neck were selected. After that, appropriate proton beams for each radiation paths were designed considering the type and thickness of tissues in the beam path. Since both of soft tissue and bone are existed in pathways of radiation, firstly, the effect of the existence of bone tissue in the path of protons on the position of the Bragg peak was studied. Results showed that when the thickness of bone tissue within the phantom increased by 1 cm, the Bragg peak was pulled back about 0.6 to 0.8 cm. It was also found that the displacement of the Bragg peak by increasing the bone thickness follows a polynomial function for each proton energy. Considering the thickness of the tumor, optimized SOBP were designed for each of eight directions. Finally, doses to different sensitive organs of head and neck region were computed in terms of the therapeutic dose of the tumor. Results indicated that thyroid and brain received higher doses in comparison with other organs.