۲۴

شکل ۴-۱۹، میزان واگرایی طیف پرتو را قبل از ورود به فانتوم و روی سطح خروجی نازل نشان می‌دهد. اندازۀ واگرایی برای پرتو خروجی کمتر از ۵ درجه می‌باشد. کاهش میزان واگرایی نسبت به توزیع زاویه‌ای پرتو روی سطح لگزان، علاوه بر استفاده از صفحات آلومینیوم، به دلیل استفاده از موازی‌سازی با شعاع ۶/۰ سانتیمتر می‌باشد که در انتهای نازل قرار داده شده است و پروتون‌های خارج از این شعاع را مسدود می کند. در این بررسی نیز مشابه قبل، توزیع زاویه‌ای تنها برای طیف نهایی پرتو متناظر با استوانۀ لگزان به ضخامت ۵۵/۹ سانتیمتر به‌دست آمده است. از سایر ضخامت‌ها نتایج مشابه به‌دست می‌آید.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

زاویۀ واگرایی ( درجه )
تعداد پروتون‌ها به‌ازای هر ذرۀ خروجی از شتاب‌دهنده
شکل ۴-۱۹٫ توزیع زاوبه‌ای و میزان واگرایی طیف پروتون روی سطح خروجی نازل و قبل از ورود به فانتوم
متناظر با لگزان به ضخامت ۵۵/۹ سانتیمتر

۴-۳-۵- محاسبات دوزیمتری در فانتوم چشم به کمک طیف خروجی از نازل

برای انجام محاسبات دوزیمتری به کمک طیف خروجی از نازل، باید فانتومی به‌عنوان فانتوم چشم شبیه‌سازی شود؛ بر این اساس فانتوم شبیه‌سازی شده مشابه قبل، یک فانتوم سادۀ کروی‌شکل به شعاع ۲/۱ سانتیمتر (براساس کرۀ چشم انسان)، محتوای آب درنظرگرفته می‌شود. مطابق با شکل ۴-۲۰، توموری به شعاع ۱ سانتیمتر داخل این کره تعریف شده است. طیف پرتو پروتون، موازی با محور Y و از مرز تومور با مابقی فانتوم، وارد منطقۀ تحت درمان می‌شود؛ از این‌رو تومور در راستای عمق (محور Y) که هم‌راستا با جهت تابش است، وکسل‌بندی می‌شود؛ به‌طوری‌که ابعاد هر وکسل cm³ ۱/۰×۱/۰×۱/۰ می‌باشد. با کنار هم قرار دادن داده‌های مربوط به دوز پروتون در هر وکسل و رسم آن‌ ها برحسب عمق نفوذ پرتو، شکل کلی پیک براگ به‌دست می‌آید. شکل ۴-۲۱، توزیع دوز عمقی و پیک‌های براگ‌ اولیه که در فانتوم و در محدودۀ تومور تشکیل می‌شوند و متناظر با هر کدام از طیف‌های خروجی از نازل می‌باشند را نشان می‌دهد. پیک عمقی متناظر با استوانۀ لگزان به ضخامت cm3/9 و پیک سطحی متناظر با ضخامت cm 8/9 می‌باشد.
شکل ۴-۲۰٫ نمایی از فانتوم مورد استفاده جهت انجام محاسبات دوزیمتری برای طیف خروجی از نازل
شکل ۴-۲۱٫ توزیع دوز عمقی و پیک‌های براگ اولیه در فانتوم چشم محتوای آب
ناشی از طیف‌های خروجی از نازل، از راست به چپ به‌ترتیب متناظر با ضخامت‌های ۳/۹، ۵۵/۹ و ۸/۹ سانتیمتر
نکته‌ای که در اینجا باید به آن اشاره شود، این است که برخلاف پیک‌های تشکیل شده به روش اسکن پرتو، پیک‌های براگ ناشی از سیستم‌های کنش‌پذیر، به دلیل افزایش برهم‌کنش‌های پروتونی در مسیر پرتو، پهن‌تر هستند؛ از این رو برای تحت پوشش قرار دادن منطقۀ تومور، تعداد پیک‌های کمتری مورد نیاز است.
در پروتون‌تراپی، آنچه که بافت تومور از توزیع دوز در جهت عمقی دریافت می کند، ناشی از بر هم نهی پیک‌های تشکیل شده در منطقۀ تحت درمان می‌باشد که به‌منظور یکنواختی آن، لازم است که هر پیک با وزن مخصوص به خود در توزیع دوز و در SOBP مشارکت داشته باشند. برای این کار باید هر کدام از ضخامت‌های لگزان با وزنی مناسب در نازل قرار داده شوند؛ این وزن‌ها می‌توانند به صورت زمان حضور هر کدام از ضخامت‌ها در مسیر پرتو اعمال شوند تا طیف نهایی مطلوب و به‌دنبال آن SOBP یکنواخت به‌دست آید. ضرایب وزنی در این شبیه‌سازی، براساس روش ماتریسی که در قبل توضیح داده شد، به‌دست آورده می‌شوند. شکل ۴-۲۲، پیک‌های براگی که به‌وسیلۀ ضرایب وزنی، بهینه شده و نیز برهم‌نهی آن‌ ها یعنی SOBP را نشان می‌دهد. از آنجایی که پیک‌های به‌دست آمده، پهن هستند، برخلاف روش اسکن پرتو (هر پیک در شکل‌گیری بخشی از SOBP حضور دارد.)، هر پیک در شکل‌گیری کل SOBP مشارکت دارد؛ از این‌رو دستیابی به SOBP کاملاً مسطح مشکل است. در جدول ۴-۶، وزن متناظر با هر ضخامت که سبب ایجاد توزیع دوز یکنواخت در تومور می‌شود، نشان داده شده است.
cm 55/9
cm 8/9
شکل ۴-۲۲٫ توزیع دوز عمقی با درنظرگرفتن وزن مناسب برای هر کدام از طیف‌های خروجی از نازل و
SOBP حاصل از برهم‌نهی پیک‌های براگ‌ بهینه شده با ضرایب وزنی
جدول ‏۰۴‑۶٫ ضرایب وزنی جهت بهینه‌سازی پیک‌های براگ‌ اولیه متناظر با ضخامت‌های مختلف استوانۀ لگزان

ضخامت لگزان (cm)

ضرایب وزنی

۳/۹

۱۲۵۲/۱

۵۵/۹

۳۴۵۸/۰

۸/۹

۴۶۷/۰

بدیهی است که اعمال وزن‌های بهینه‌کننده روی توزیع دوز عمقی، بر توزیع دوز عرضی نیز تأثیرگذار است؛ از این‌رو لازم است که این وزن‌ها روی دوز عرضی متناظر با هر کدام از طیف‌های خروجی از نازل نیز اعمال شود. شکل ۴-۲۳، توزیع دوز عرضی بهینه شده با ضرایب وزنی و برایند آنها را در منطقۀ تومور نشان می‌دهد. برای به‌دست آوردن نتایج این نمودار، کافی است که فانتوم در جهت عمود بر محور تابش پرتو، وکسل‌بندی گردد؛ به‌همین منظور در عمق ثابت و در میانۀ بخش مسطح SOBP، وکسل‌هایی به ابعاد cm³ ۱/۰×۱/۰×۱/۰ در راستای محور Z و عمود بر محور پرتو فرودی چیده شده است تا دوز تخلیه شده در جهت عرضی اندازه‌گیری شود. این کار برای هرسه ضخامت‌ استوانۀ لگزان انجام می‌شود؛ سپس هر کدام از فاکتورهای وزنی به‌دست آمده، در توزیع دوز متناظرش ضرب، و داده‌های مربوط به دوز تخلیه شده در هر وکسل برای تمامی ضخامت‌ها با هم جمع می‌شود. با کنار هم قرار دادن نتایج و رسم آن‌ ها برحسب فاصلۀ عرضی از نقطۀ ایزوسنتر در مرکز تومور، شکل کلی دوز عرضی به‌دست می‌آید. از آنجایی که در این محاسبات، تنها فانتوم وکسل‌بندی شده است، نقطۀ شروع در محور افقی نمودار (cm 4/0-)، نقطه‌ای است که مرز فانتوم در آن واقع شده و قبل از آن وکسلی جهت اندازه‌گیری دوز، تعریف نشده است.
cm 3/9
cm 55/9
cm 8/9