23429

NUC2 207

كارشناسي ارشد

مهندسي هسته اي - گداخت هسته اي

فيزيك

بهمن ماه 1402

محمد علي عسگريان

بابك شيراني بيد آبادي

درمان با‌ گيراندازي‌ نوترون-بور , درمان با گيراندازي پروتون-بور , شبيه‌سازي مونت كارلو , قله‌ي براگ پهن‌شده

با وجود چندين دهه تحقيقات درماني نويد بخش، همچنان سرطان يكي از عوامل اصلي مرگ‌ومير در سراسر جهان است. روش‌هاي مختلفي براي مقابله با رشد غيرعادي تومور و سلول‌هاي سرطاني در بافت وجود دارد كه رايج‌ترين آن‌ها، جراحي، پرتودرماني، شيمي‌درماني و يا تركيبي از اين سه روش است. در پرتودرماني‌هاي مرسوم كه از فوتون‌هاي پرانرژي استفاده مي‌شود، باريكه از يك طرف تومور وارد و از طرف ديگر خارج مي‌شود كه اين دوز خروجي مي‌تواند بر بافت ‌سالم فراتر از تومور تأثير بگذارد؛ درحالي‌كه پروتون‌ها بيشتر انرژي خود را درون خود تومور آزاد مي‌كنند و به بافت‌هاي سالم اطراف تومور آسيبي وارد نمي‌كنند. اين ويژگي، درمان تومورهاي واقع در نواحي اطراف بافتهاي حساس به پرتو و بافت‌هايي كه دسترسي و جراحي براي آنها داراي محدوديت است را ممكن مي‌سازد. PBCT يك روش درماني جديد بوده كه شبيه روش BNCT عمل مي‌كند با اين تفاوت كه در آن از واكنش پروتون با بور 11، سه ذره‌ي آلفا توليد مي‌شود كه اين سه ذره‌ انرژي‌اي معادل 8.7 مگاالكترون‌ولت را در نقطه‌ي واكنش رها كرده كه بسيار بيشتر از انرژي پرتوهاي پروتوني با انرژي حدود 2 مگاالكترون‌ولت است. علاوه بر اين، ذرات آلفا داراي ضريب اثر زيست‌شناختي (RBE) بالاتري بوده كه نشان‌دهنده‌ي توانايي آن‌ها در آسيب رساندن به سلول‌هاي سرطاني است. RBE ذرات آلفا حدود 5 است در حالي كه RBE پرتوهاي پروتوني حدود 1.1 است. بنابراين، PBCT مي تواند با اثربخشي زيست‌شناختي قوي‌تر پرتوهاي پروتوني، در درمان سرطان بهتر عمل كنند. در اين پژوهش، از كد جينت-4 با هدف شبيه‌سازي، بررسي و مقايسه‌ي پروتون‌درماني در حالت بدون حضور بور و با بور بر اساس غلظت معيني از‌ بور در بافت و در بازه‌ي انرژي 50 تا 250 مگاالكترون‌ولت، محاسبه‌ي دوز جذبي كل، رسم نمودار SOBP با الگوريتم متناسب با عمق تومور در حالت با بور و بدون بور استفاده شده است. در نهايت، نتيجه‌گيري شد كه بور تأثير چنداني بر روي دوز جذب شده نداشته و دوز جذب شده در هر عمق تقريباً ثابت است ولي براي مقادير بالاي 40 درصد بور اين ميزان روند نزولي داشته و در ميزان دوز جذب شده كاهش محسوسي مشاهده مي‌شود. همچنين افزايش بور در بافت توموري باعث كاهش عمق نفوذ خواهد شد.

1403/02/12

همدم نوروزي

Boron Neutron Capture Therapy , Proton Boron Capture Therapy , Monte Carlo Simulation , Spread Out Bragg Peak

Investigating the effects of boron in increasing the benefit of Proton Therapy in Proton-Boron Capture Therapy with Monte Carlo simulation of Geant-4

مهندسي هسته‌اي

Despite several decades of promising therapeutic research, cancer remains one of the main causes of death worldwide. There are different methods to combat the abnormal growth of tumor and cancer cells in the tissue, the most common of which are surgery, radiotherapy, chemotherapy, or a combination of these three methods. In conventional radiotherapy, which uses high-energy photons, a beam enters the tumor from one side and exits from the other, which can affect the healthy tissue beyond the tumor; while protons release most of their energy inside the tumor and do not damage the healthy tissues around the tumor. This feature makes it possible to treat tumors located in areas near tissues sensitive to radiation and tissues that have limited access and surgery. PBCT is a new treatment method that works similar to BNCT, except that it uses the reaction of proton with boron 11, which produces three alpha particles that release an energy equivalent to 8.7 MeV at the point of reaction, which is much higher than the energy of proton beams with an energy of about 2 MeV. In addition, alpha particles have a higher biological effect coefficient (RBE), which indicates their ability to damage cancer cells. RBE of alpha particles is about 5, while RBE of proton beams is about 1.1. Therefore, PBCT can act better in cancer treatment with a stronger biological efficacy of proton beams. In this research, the GEANT-4 code was used to simulate, investigate and compare proton therapy in the absence of boron and with boron based on a certain concentration of boron in the tissue and in the energy range of 50 to 250 MeV, calculate the total absorbed dose, draw the SOBP diagram with the algorithm proportional to the depth of the tumor in the presence and absence of boron. Finally, it was concluded that boron did not have much effect on the absorbed dose and the absorbed dose at each depth was almost constant, but for values above 40% boron, this amount had a downward trend and a significant decrease in the absorbed dose was observed. Also, increasing boron in the tumor tissue will reduce the penetration depth.

4

سيد بيژن جيا

31357