دانلود مقاله تحقیق پایان نامه

منابع تحقیق درباره بهینه‌سازی، شبیه‌سازی

[do_widget id=kl-erq-2]

شکل 4-19، میزان واگرایی طیف پرتو را قبل از ورود به فانتوم و روی سطح خروجی نازل نشان می دهد. اندازۀ واگرایی برای پرتو خروجی کمتر از 5 درجه می باشد. کاهش میزان واگرایی نسبت به توزیع زاویه ای پرتو روی سطح لگزان، علاوه بر استفاده از صفحات آلومینیوم، به دلیل استفاده از موازی سازی با شعاع 6/0 سانتیمتر می باشد که در انتهای نازل قرار داده شده است و پروتون های خارج از این شعاع را مسدود می نماید. در این بررسی نیز مشابه قبل، توزیع زاویه ای تنها برای طیف نهایی پرتو متناظر با استوانۀ لگزان به ضخامت 55/9 سانتیمتر به دست آمده است. از سایر ضخامت ها نتایج مشابه به دست می آید.<br />زاویۀ واگرایی ( درجه )
زاویۀ واگرایی ( درجه )
تعداد پروتون ها به ازای هر ذرۀ خروجی از شتاب دهنده
تعداد پروتون ها به ازای هر ذرۀ خروجی از شتاب دهنده
شکل 4-19. توزیع زاوبه ای و میزان واگرایی طیف پروتون روی سطح خروجی نازل و قبل از ورود به فانتوم
متناظر با لگزان به ضخامت 55/9 سانتیمتر
4-3-5- محاسبات دوزیمتری در فانتوم چشم به کمک طیف خروجی از نازل
برای انجام محاسبات دوزیمتری به کمک طیف خروجی از نازل، باید فانتومی به عنوان فانتوم چشم شبیه سازی شود؛ بر این اساس فانتوم شبیه سازی شده مشابه قبل، یک فانتوم سادۀ کروی شکل به شعاع 2/1 سانتیمتر (براساس کرۀ چشم انسان)، محتوای آب درنظرگرفته می شود. مطابق با شکل 4-20، توموری به شعاع 1 سانتیمتر داخل این کره تعریف شده است. طیف پرتو پروتون، موازی با محور Y و از مرز تومور با مابقی فانتوم، وارد منطقۀ تحت درمان می شود؛ از این رو تومور در راستای عمق (محور Y) که هم راستا با جهت تابش است، وکسل بندی می شود؛ به طوری که ابعاد هر وکسل cm3 1/0×1/0×1/0 می باشد. با کنار هم قرار دادن داده های مربوط به دوز پروتون در هر وکسل و رسم آن ها برحسب عمق نفوذ پرتو، شکل کلی پیک براگ به دست می آید. شکل 4-21، توزیع دوز عمقی و پیک های براگ اولیه که در فانتوم و در محدودۀ تومور تشکیل می شوند و متناظر با هر کدام از طیف های خروجی از نازل می باشند را نشان می دهد. پیک عمقی متناظر با استوانۀ لگزان به ضخامت cm3/9 و پیک سطحی متناظر با ضخامت cm 8/9 می باشد.
شکل 4-20. نمایی از فانتوم مورد استفاده جهت انجام محاسبات دوزیمتری برای طیف خروجی از نازل
شکل 4-21. توزیع دوز عمقی و پیک های براگ اولیه در فانتوم چشم محتوای آب
ناشی از طیف های خروجی از نازل، از راست به چپ به ترتیب متناظر با ضخامت های 3/9، 55/9 و 8/9 سانتیمتر
نکته ای که در اینجا باید به آن اشاره شود، این است که برخلاف پیک های تشکیل شده به روش اسکن پرتو، پیک های براگ ناشی از سیستم های کنش پذیر، به دلیل افزایش برهم کنش های پروتونی در مسیر پرتو، پهن تر هستند؛ از این رو برای تحت پوشش قرار دادن منطقۀ تومور، تعداد پیک های کمتری مورد نیاز است.
در پروتون تراپی، آنچه که بافت تومور از توزیع دوز در جهت عمقی دریافت می نماید، ناشی از بر هم نهی پیک های تشکیل شده در منطقۀ تحت درمان می باشد که به منظور یکنواختی آن، لازم است که هر پیک با وزن مخصوص به خود در توزیع دوز و در SOBP مشارکت داشته باشند. برای این کار باید هر کدام از ضخامت های لگزان با وزنی مناسب در نازل قرار داده شوند؛ این وزن ها می توانند به صورت زمان حضور هر کدام از ضخامت ها در مسیر پرتو اعمال شوند تا طیف نهایی مطلوب و به دنبال آن SOBP یکنواخت به دست آید. ضرایب وزنی در این شبیه سازی، براساس روش ماتریسی که در قبل توضیح داده شد، به دست آورده می شوند. شکل 4-22، پیک های براگی که به وسیلۀ ضرایب وزنی، بهینه شده و نیز برهم نهی آن ها یعنی SOBP را نشان می دهد. از آنجایی که پیک های به دست آمده، پهن هستند، برخلاف روش اسکن پرتو (هر پیک در شکل گیری بخشی از SOBP حضور دارد.)، هر پیک در شکل گیری کل SOBP مشارکت دارد؛ از این رو دستیابی به SOBP کاملاً مسطح مشکل است. در جدول 4-6، وزن متناظر با هر ضخامت که سبب ایجاد توزیع دوز یکنواخت در تومور می شود، نشان داده شده است.
cm 55/9
cm 8/9
cm 55/9
cm 8/9
شکل 4-22. توزیع دوز عمقی با درنظرگرفتن وزن مناسب برای هر کدام از طیف های خروجی از نازل و
SOBP حاصل از برهم نهی پیک های براگ بهینه شده با ضرایب وزنی
جدول ‏046. ضرایب وزنی جهت بهینه سازی پیک های براگ اولیه متناظر با ضخامت های مختلف استوانۀ لگزان
ضخامت لگزان (cm)
ضرایب وزنی
3/9
1252/1
55/9
]]>