تعیین بازۀ مناسب انرژی پروتون در درمان غدۀ تیروئید و محاسبۀ درصد توزیع انرژی پروتون و نوترون حاصل از واکنش (p,n) در این غده با استفاده از کد MCNPX

نویسنده

دانشگاه پیام نور مشهد

10.22052/2.3.37

چکیده

در این مقاله، از کد MCNPX نسخۀ 6/2 برای شبیه‌سازی پروتون تراپی غدۀ تیروئید استفاده شده است. فانتوم گردن شبیه‌سازی‌شده به‌صورت استوانه‌ای شامل لایۀ پوست، چربی زیر پوست، ماهیچۀ اسکلتی و غدۀ تیروئید (به‌صورت بیضی ‌گون) است. چشمۀ پرتوی بیرون فانتوم، نزدیک سطح پوست قرار گرفته است و پروتون‌های تک‌انرژی به‌صورت عمود بر سطح پوست تابیده می‌شوند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد با فرض وجود غدۀ تیروئید در عمق cm 12/1 زیر سطح پوست و ضخامت cm2، بازه مناسب انرژی پروتون برای پوشش کامل تیروئید 42 تا MeV74 است. سهم توزیع انرژی پروتون و نوترون حاصل از واکنش (p,n) در این بازۀ انرژی برای این غده به‌ترتیب 92-52 و 87-82 درصد است. منحنی میانگین انرژی ذخیره‌شدۀ پروتون و نوترون برحسب انرژی پروتون فرودی در غدۀ تیروئید روند صعودی داشته و از معادلۀ چندجمله‌ای درجه دوم پیروی می‌کند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Determination of proton energy range in thyroid gland therapy and calculation of energy distribution of protons and neutrons from the (p,n) reaction in this gland using MCNPX code

نویسنده [English]

  • Abolfazl Heydarzade
چکیده [English]

In this study, the MCNPX code version 2.6 has been used to simulate a proton therapy in thyroid gland. The neck phantom is cylindrical including skin, adipose, skeletal muscle and thyroid gland. Radiation source is close to the skin surface and single energy protons are collided perpendicular to the skin surface. The results of the simulation shows that the best proton energy interval, to cover completely the thyroid tissue, is from 42 to 74 MeV, assuming that the thyroid gland has 2 cm thickness and is located 1.12 cm under the skin surface. Share of the energy distribution inside thyroid gland from protons and neutrons produced in (p,n) reaction for the best proton energy interval is 52-92 and 82-87 percent, respectively. Proton and neutron average energy deposition raises by increasing incident proton energy in thyroid gland and obey the quadratic polynomial equation

کلیدواژه‌ها [English]

  • MCNPX code
  • Phantom
  • (p
  • n) interaction

مراجع

[1] Attanasi, F., Belcari, N., Camarda, M., Guerra, A.D., Moehrs, S., Rosso,V.,Vecchio,S.,Lanconelli, N., Cirrone, G.A.P., Di Rosa, F., Russo, G., Experimental validation of the filtering approach for dose monitoring in proton therapy at low energy. Phys. Med. 24, 102–106. 2008. [2] Levin, W.P., Kooy, H., Loeffler, J.S., de Laney, T.F., Proton beam therapy. British J. Cancer 93, 849–854. 2005. [3] Thomas A. Trikalinos, Teruhiko Terasawa, Stanley Ip, Gowri Raman, Joseph Lau, Particle Beam Radiation Therapies for Cancer, Agency for healthcare research and quality(AHRQ).2009. [4] Kraft, G., Tumor therapy with heavy charged particles. Prog. Part. Nucl. Phys. 45, 473–544. 2000. [5] Smith, A.R., Proton therapy. Phys. Med. Biol. 51, R491–R504. 2006. [6] Widesott, L., Amichetti, M., Schwarz, M., Proton therapy in lung cancer: clinical outcomes and technical issues. A systematic review. Radiother. Oncol. 86, 154–164. 2008. [7] Steneker, M., Lomax, A., Schneider, U., Intensity modulated photon and proton therapy for the treatment of head and neck tumors. Radiother. Oncol. 80 (2), 263–267. 2006. [8] Baker, C.R., Quine, T.E., Brunt, J.N.H., Kacperek, A., Monte Carlo simulation and polymer gel dosimetry of 60 MeV clinical proton beams for the treatment of ocular tumors. Appl. Radiat. Isot. 67, 402–405. 2008. [9] Vargas, C., Wagner, M., Mahajan, C., Indelicato, D., Fryer, A., Falchook, A., Horne, D., Chellini, A., Mckenzie, C., Lawlor, P., Li, Z., Lin, L., Keole, S., Proton therapy coverage for prostate cancer treatment. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 70 (5), 1492–1501. 2008. [10] Mowlavi,Ali Asghar, Fornasier, Maria Rosa, de Denaro Mario.Thyroid volume’s influence on energy deposition from 131I calculated by Monte Carlo (MC) simulation, Radiology and oncology journal, 2010. [11] McConn Jr . RJ ; Gesh. CJ; Pagh. RT; Rucker. RA; Williams. RG. Compendium of Material Composition Data for Radiation Transport Modeling, Pacific Northwest National Laboratory, 2011. [12] www.meded.virginia.edu/courses/rad/Thyroid _Ultrasound/01intro/intro-01-02.html. [13] Mowlavi,Ali Asghar, Fornasier, Maria Rosa, de Denaro Mario, Calculation of energy deposition, photon and neutron production in proton therapy of thyroid gland using MCNPX, Applied Radiation and Isotopes,2011. [14] Leo, W.R., Techniques for nuclear and particle physics experiments, Springer, Germany, 1994.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار