Karbon iyonlarının beyindeki tümör bölgesinde enerji depolanmasının Monte Carlo yöntemiyle incelenmesi

Abstract

Ağır iyon terapisi, birçok tümörün (kafa, boyun, akciğer tümörü vb.) tedavisi için geleneksel foton terapisine kıyasla yarar sağlamaktadır. Günümüzde, protonlar ve karbon iyonlarının yanı sıra tedavi için yeni iyon demetlerinden istifade edilmeye yönelik artan bir ilgi bulunmaktadır. Monte Carlo simülasyonu, ağır iyon tedavisinin doğru özelliklerini elde etmek için önemli bir yaklaşımdır. Radyoterapi çalışmalarında doz dağılımlarını belirlemek için Monte Carlo simülasyonları yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu simülasyonlar, özellikle enerji depolanmalarının uzaysal modelinin yanı sıra bağıl biyolojik etkinliği anlamak için de önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, insan beyin tümörü farklı karbon demet enerjileriyle ışınlanmıştır (210 MeV/u, 230 MeV/u, 250 MeV/u, 270 MeV/u, 290 MeV/u karbon demeti). Snyder’ın kafa modeline gönderilen karbon iyonu demeti, MCNPX2.7.0 koduyla simüle edilmiştir. Farklı enerjili karbon iyonları için hedef bölgedeki enerji depolanmaları Monte Carlo metoduyla hesaplandı. Hesaplamalarda, hedef beyin bölgesindeki enerji birikimlerini hesaplamak için grafiksel örgü hesabı kullanılmıştır.

Heavy ion therapy provides benefits for many tumor (head, neck, lung tumor, e.g.) treatments compared to conventional photon therapy. Nowadays there is a rising interest towards exploiting new ion beams for therapy besides protons and carbon ions. Monte Carlo simulation was an important approach to obtain accurate characteristics of heavy ion therapy. Monte Carlo simulations are widely used to determine dose distributions in radiotherapy studies. These simulations also play an important role in recognizing the spatial pattern of energy depositions as well as the relative biological activity. In this work, the human brain tumor was irradiated with a different energetic carbon beams (for 210 MeV/u, 230 MeV/u, 250 MeV/u, 270 MeV/u, 290 MeV/u carbon beam). The incident beam of carbon ion on the Snyder’s head model was simulated with MCNPX2.7.0 code. Energy depositions in the target region were calculated by the Monte Carlo method for different energetic carbon ions. In calculations, mesh tally was used to calculate energy depositions in the target brain area.