مدل‌سازي و اعتبارسنجي باريكه پروتون براي يك سيستم اسكن نقطه‌اي پروتون درماني با استفاده از نرم‌افزار GATE

در اين مطالعه، ما از نرم افزار مبتني بر روش مونت‌كارلو، GATE، براي مدل سازي سيستم پروتون درماني اسكن نقطه‌اي (نازل اختصاصي اسكن نقطه‌اي SIEMENS IONTRIS) نصب‌شده در مركز پروتون و يون سنگين درماني شانگ‌هاي  استفاده كرديم. در داخل نازل ، جدا از پنجره‌هاي ورودي و خروجي و دو محفظه يوني، پرتو از خلأ عبور مي كند  و به اين صورت يك پرتو واگرا در خروجي نازل شكل مي گيرد. ما توزيع‌هاي زاويه‌اي ، فضايي و انرژي فضاي فاز پرتو را در خروجي نازل با يك توزيع گوسي كنترل مي‌كنيم كه توسط هشت پارامتر وابسته به انرژي كنترل مي‌شود. پارامترها از پروفايل‌هاي اندازه گيري شده و توزيع دز - عمق مشخص شده‌اند. اعتبارسنجي مدل پرتو با مقايسه توزيع دز نسبي اندازه‌گيري شده توسط گروه‌هاي‌ ديگر و توزيع دز به‌دست‌آمده از شبيه‌سازي باGATE ، با استفاده از مشخصات برنامه‌ريزي از دستگاه براي تعيين موقعيت و انرژي نقطه پرتو انجام شد. نتايج شبيه‌سازي مونت‌كارلو با اندازه‌گيري‌هاي منحني دز عمق و طرح‌هاي گسترش قله براگ توافق خوبي را نشان داد. مقايسه مطلق اختلاف دز جذب‌شده بين مونت‌كارلو و اندازه‌گيري 1± درصد بود. در اين كار، روشي براي انطباق مدل شبيه‌سازي مونت‌كارلو براي يك سيستم پرتو پروتون اسكن نقطه‌اي شرح داده شد. توافق خوب بين اندازه‌گيري‌ها توسط گروه‌هاي‌ ديگر و شبيه‌سازي اين تحقيق نشان مي‌دهد كه مدل‌سازي مونت‌كارلو در اين كار يك روش دقيق و معتبر است.