تعيين بازۀ مناسب انرژي پروتون در درمان غدۀ تيروئيد و محاسبۀ درصد توزيع انرژي پروتون و نوترون حاصل از واكنش (p,n) در اين غده با استفاده از كد MCNPX

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

در اين مقاله، از كد MCNPX نسخۀ 6/2 برای شبيه‌سازی پروتون تراپی غدۀ تيروئيد استفاده شده است. فانتوم گردن شبيه‌سازی‌شده به‌صورت استوانه‌ای شامل لايۀ پوست، چربی زير پوست، ماهيچۀ اسكلتی و غدۀ تيروئيد (به‌صورت بيضی ‌گون) است. چشمۀ پرتوی بيرون فانتوم، نزديك سطح پوست قرار گرفته است و پروتون‌های تك‌انرژی به‌صورت عمود بر سطح پوست تابيده می‌شوند. نتايج شبيه‌سازی نشان می‌دهد با فرض وجود غدۀ تيروئيد در عمق cm 12/1 زير سطح پوست و ضخامت cm2، بازه مناسب انرژی پروتون برای پوشش كامل تيروئيد 42 تا MeV74 است. سهم توزيع انرژی پروتون و نوترون حاصل از واكنش (p,n) در اين بازۀ انرژی برای اين غده به‌ترتيب 92-52 و 87-82 درصد است. منحنی ميانگين انرژی ذخيره‌شدۀ پروتون و نوترون برحسب انرژی پروتون فرودی در غدۀ تيروئيد روند صعودی داشته و از معادلۀ چندجمله‌ای درجه دوم پيروی می‌كند.

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