ارزيابي مقدار دوز جذبي موثر و شرايط درمان يك تومور خارج از مركز فانتوم سر در روش گيراندازي نوترون با بور با استفاده از شبيه‌سازي مونت كارلو

Evaluation of absorbed effective dose and treatment conditions for a brain tumor outside of the head phantom center in treatment by Boron Neutron Capture Therapy Using Monte Carlo Simulation

زمينه: در زمينه ي درمان تومورهاي مغزي به روش گيراندازي نوترون با بور، مقادير دوز مولفه هاي نوترون و گاما و شرايط درمان يك تومور خارج از مركز فانتوم سر، شبيه سازي شده است. اهداف اين مطالعه، محاسبه ي ميزان دوز موثر و مقدار دوز دريافتي در فانتوم سر و تعيين مدت درمان با توجه به حد مجاز تعيين شده از سوي كميسيون ICRP، بوده است. مواد و روش‌ها: در اين تحقيق، يك فانتوم سر انسان روبروي يك سيستم نوتروني (شامل چشمه كاليفرنيوم 252، كندكننده، بازتابنده و فيلترهاي فوتوني و نوتروني) شبيه سازي شد. يك تومور كروي شكل، خارج از مركز فانتوم، در نظر گرفته شد. فانتوم سر، شامل سه بخش پوست، جمجمه و مغز مي باشد. شبيه سازي به كمك كد محاسباتي MCNPX2.6.0 انجام گرديد. در اين شبيه‌سازي، تومور به شعاع 5/1 سانتي‌متر در عمق 2 سانتي‌متري مغز، در نظر گرفته شد. يافته‌ها: درمان تومور با غلظت‌هاي مختلف بور در فانتوم سر، بررسي شد. بيشترين دوز دريافتي حدود 055/0 سيورت بر ساعت است و مربوط به شرايطي است كه در بافت هاي سالم، بور جذب نشود. ميزان دوز جذبي نوترون‌هاي فوق حرارتي در شرايطي كه در بافت‌هاي سالم بور جذب نشود، در ورودي جمجمه و بافت مغز شديداً افت پيدا مي‌كند و رفته‌رفته كاهش مي‌يابد. نتيجه‌گيري: محاسبات نشان داد وقتي يك بيمار حدود 5 دقيقه پرتو دريافت نمايد، مقدار دوز دريافتي حدود 6/4 ميلي سيورت خواهد بود. تحت اين شرايط از درمان، دوز معادل تمام بدن وي در يك سال، از 5 ميلي سيورت تجاوز نمي‌نمايد.

Background: In the field of the treatment of brain toumors by Boron Neutron Capture Therapy, the dose amounts of the neutron components and gamma, and also treatment conditions for a brain tumor out of the head phantom center were simulated. The objectives of this study were to calculate the effective dose and the received dose in a head phantom and determine the duration of treatment, according to the extent permitted by the ICRP commission. Materials and Methods: In this research, a human head phantom in front of a neutron system (including 252Cf source, moderator, refelector and neutron and photon filters) was simulated. A spherical-shaped tumor was considered outside of the phantom center. The head phantom consists of three parts of the skin, skull and brain. The simulation was done by the MCNPX 2.6.0 computational code. In this simulation, the tumor with a radius of 1.5 cm at a depth of 2 cm inside the brain was considered. Results: Tumor treatment was investigated with different boron concentrations in the head phantom. The maximum dose is approximately 0.055 Sv/hr, and is related to the conditions that Boron is not absorbed in healthy tissue. The absorbed dose amount of the epithermal neutrons, under the conditions that Boron is not absorbed in healthy tissue, at the entrance of the skull and in brain tissue extremily drops, and gradually decreases. Conclusion: The calculations showed when a patient receives radiation about 5 minutes, the received dose equals approximately 4.6 mSv.Under these treatment conditions, the whole body equivalent dose does not exceed 5 mSv per year.