ارزيابي برد پروتون در پروتون‏‌درماني با استفاده از تبديل طيف PGT به طيف مكان گسيل گاما

يكي از روش‏هاي ارزيابي بر خط برد پروتون در پروتون‌درماني زمان پرواز گاماي آنيTOF است. در اين روش طيف زمان‌گيري گاماي آني يا طيف PGT بر مبناي اختلاف زمان ورود پروتون به ماده و زمان آشكارسازي گاماي آني اندازه‌گيري مي‌‏شود. در اين مطالعه، فانتوم همگن PMMA و فانتوم‏‌هاي PMMA با لايه‌اي‏ از جنس استخوان يا حفرۀ هوا، با ابزار GEANT4 شبيه‏‌سازي شد. اين اهداف با باريكۀ مدادي پروتون با انرژي اوليۀ MeV 150 مورد تابش قرار گرفته‌‏اند و طيف PGT حاصل از آنها توسط آشكارسازهاي سوسوزن ثبت شد. سپس يك كد در نرم‌‏افزار متلب براي حل تحليلي سينماتيك حركت پروتون در فانتوم تنظيم شد و طيف PGT حاصل از شبيه‌‏سازي با ابزار GEANT4، به عنوان ورودي به اين كد نرم افزاري داده شد و طيف مكان گسيل گاماي آني در فانتوم به دست آمد. در اين مطالعه، اثر ‏جنس و موقعيت لايه‏‌هاي ناهمگن بر روي طيف PGT و طيف مكان گسيل گاماهاي حاصل از تبديل PGT، مورد تحقيق قرار گرفت.از مقايسۀ طيف مكان گسيل گاماي آني حاصل از تبديل طيف PGT، با قدرت توقف حاصل از شبيه‏‌سازي با ابزار GEANT4 ، مشاهده شد تغيير برد و تغيير محل انباشت انرژي حاصل از يك ناهمگني درPMMA ، نسبت به فانتوم مرجع ارتباط معنا داري دارد. وجود يك لايۀ ناهمگن از جنس استخوان و حفرۀ هوايي با ضخامت  mm10 برد پروتون را نسبت به برد آن در فانتوم مرجع به ترتيب mm  4 و  mm9/6 جا‏به‌جا مي‏‌كند و قدرت توقف براي اين حالت‏‌ها به ترتيب mm 4/8  و mm  9/9 نسبت به قدرت توقف فانتوم مرجع جابه‌جا مي‌‏شود. بنابر‏اين طيف PGT منعكس كنندۀ زمان انتقال پروتون در ماده است و امكان تعيين مكان گسيل گاما و امكان تأييد تحويل دز به بدن بيمار را فراهم مي‏‌كند.