شبيه سازي تاثير ضخامت ديواره جمجمه در دوز دريافتي تومورهاي مغزي در روش BNCT

Simulation of the Thickness Effect on the Skull Wall in the Received Dose of Brain Tumors in the BNCT Method

پيش زمينه: در درمان سرطان هاي مغز با كمك روش BNCT اندازه گيري دوز تابيده شده اهميت اساسي دارد. اما چون شار نوتروني تابيده شده به مغز از چند طيف انرژي تشكيل شده ، دوز سنجي آن پيچيده است. علاوه بر اين در بسياري از شبيه سازي ها مدل فانتوم سر اشنايدر در ابعاد افراد بزرگسال و از جنس آب در نظر گرفته مي شود و چون آب فاقد نيتروژن است ، واكنش مهم بين نوترون و نيتروژن كه در دوز سنجي مغز انسان اهميت دارد ناديده گرفته مي شود. روشن است كه استفاده از اين تقريب ها باعث شده تا نتايج اين گونه دوز سنجي، براي استفاده عملي در مراكز درماني به اندازه كافي دقيق نباشد. متد و روشها: در اين تحقيق فانتوم سر انسان در سه گروه سني يك سال، ده سال و بزرگسال با ابعاد مشخص شده استاندارد در مدل رياضي بيضي گون شبيه سازي شده. تمام عناصر و درصد وزني واقعي آنها براي سه بافت پوست، اسكلت و مغز انسان در نظر گرفته شده و انرژي و دوز هر كدام از قسمت ها به تفكيك فاصله از سطح جمجه توسط كد Geant4 نسخه 10.2 شبيه سازي شده است. نتيجه گيري: نتايج تحقيق نشان مي دهد كه اختلاف ضخامت جمجمه و پوست در سنين مختلف مي تواند تاثير معنا داري در انرژي منتقل شده به بافت هاي سرطاني داشته باشد. وقتي كه شار نوتروني نيمه حرارتي منع از مرتبه 〖10〗^9 (n⁄(cm^2 s)) داشته باشيم، عمق نفوذ درمان با در نظر گرفتن عوارض جانبي 5 سانتيمتر است. اما در شرايط مشابه براي افراد با سن كمتر كه ضخامت اسكلت سر آنها كمتر است، بدون افزايش عوارض جانبي، عمق نفوذ درمان تا مقدار 7 سانتيمتر افزايش مي يابد.

Background: In the treatment of brain cancers with the help of the BNCT method, radiated dose measurement is essential. But since that the radiated neutron flux into the brain consists of several energy spectra, its dosage is complex. In addition, in many simulations, the Schneider Phantom model is considered for adult in the form of water-based, and since water is nitrogen-free, the important reaction between neutrons and nitrogen, which is important in human brain dosing, is neglected. To be It is clear that the use of these approximations has made the results of such dosimeters not sufficiently accurate for practical use in treatment centers. Methods: In this study, human phantom was simulated in three age groups of one year, ten years and adult with standard dimensions in an elliptical math model. All elements and their actual weight are considered for three skin tissues, skeletons and human brain, and the energy and dose of each part are simulated by Geant4 code 10.2, separated by a distance from the surface. Conclusion: The results of the study show that the differences in skin and skull thickness at different ages can have a significant effect on the energy transferred to cancerous tissues. When the thermal neutron flux is in order of 109 (n / (cm 2 s)) has a penetration depth of treatment 5 centimeters, but for the same neutron source, this is less for older people with less skeleton thickness, the penetration depth of the treatment increases to 7 centimeters.