ارزیابی برد پروتون در پروتون‏ درمانی با استفاده از تبدیل طیف PGT به طیف مکان گسیل گاما

یکی از روش‏های ارزیابی بر خط برد پروتون در پروتون درمانی زمان پرواز گامای آنیTOF است. در این روش طیف زمان گیری گامای آنی یا طیف PGT بر مبنای اختلاف زمان ورود پروتون به ماده و زمان آشکارسازی گامای آنی اندازه گیری می ‏شود. در این مطالعه، فانتوم همگن PMMA و فانتوم‏ های PMMA با لایه ای‏ از جنس استخوان یا حفره هوا، با ابزار GEANT4 شبیه‏ سازی شد. این اهداف با باریکه مدادی پروتون با انرژی اولیه MeV 150 مورد تابش قرار گرفته ‏اند و طیف PGT حاصل از آنها توسط آشکارسازهای سوسوزن ثبت شد. سپس یک کد در نرم ‏افزار متلب برای حل تحلیلی سینماتیک حرکت پروتون در فانتوم تنظیم شد و طیف PGT حاصل از شبیه ‏سازی با ابزار GEANT4، به عنوان ورودی به این کد نرم افزاری داده شد و طیف مکان گسیل گامای آنی در فانتوم به دست آمد. در این مطالعه، اثر ‏جنس و موقعیت لایه‏ های ناهمگن بر روی طیف PGT و طیف مکان گسیل گاماهای حاصل از تبدیل PGT، مورد تحقیق قرار گرفت.از مقایسه طیف مکان گسیل گامای آنی حاصل از تبدیل طیف PGT، با قدرت توقف حاصل از شبیه‏ سازی با ابزار GEANT4 ، مشاهده شد تغییر برد و تغییر محل انباشت انرژی حاصل از یک ناهمگنی درPMMA ، نسبت به فانتوم مرجع ارتباط معنا داری دارد. وجود یک لایه ناهمگن از جنس استخوان و حفره هوایی با ضخامت  mm10 برد پروتون را نسبت به برد آن در فانتوم مرجع به ترتیب mm  4 و  mm9/6 جا‏به جا می‏ کند و قدرت توقف برای این حالت‏ ها به ترتیب mm 4/8  و mm  9/9 نسبت به قدرت توقف فانتوم مرجع جابه جا می ‏شود. بنابر‏این طیف PGT منعکس کننده زمان انتقال پروتون در ماده است و امکان تعیین مکان گسیل گاما و امکان تایید تحویل دز به بدن بیمار را فراهم می‏ کند.