بهینه سازی طراحی درمان براکی تراپی درون حفره ای

انجام طراحی درمان پیش نیاز درمان توسط انواع مختلف براکی تراپی است. هدف اصلی طراحی درمان اعمال دز کشنده به بافت تومور می باشد، در حالی که حداقل دز به ارگان های حساس وارد شود. عملکرد صحیح نرم افزار های طراحی درمان مستلزم استفاده از فرمالیسم محاسباتی دز مناسبی می باشد. امروزه فرمالیسم tg-43 به عنوان فرمالیسم مرجع دزیمتری در سیستم های طراحی درمان مورد استفاده قرار می گیرد. هدف از این رساله طراحی و بررسی عملکرد یک نرم افزار طراحی درمان براکی تراپی درون حفره ای جدید برای چشمه ی سزیم 137 مدل سلکترون است که علاوه بر توانائی انجام طراحی درمان دوبعدی بر اساس تصاویر رادیولوژی، قادر به انجام طراحی درمان سه بعدی معکوس بر اساس تصاویر سطح مقطعی mri و یا ct نیز باشد. نرم افزارهای قدیمی مورد استفاده در ایران برای این نوع درمان از جمله نرم افزارهای plato و stps، از الگوریتم های قدیمی محاسبه ی دز براساس محاسبه ی اکسپوژر با اعمال ضرایب پراکندگی بافت استفاده می کنند. در این نرم افزار ها اثر تضعیف ناشی از چشمه های فعال و اسپیسر ها، اثر شیلدینگ اپلیکاتورها، اثر ناهمگنی بافت بر توزیع دز در اطراف چشمه ها نادیده گرفته می شود. در نرم افزار طراحی شده در این تحقیق، ضمن در نظر گرفتن اثرات ناشی از چشمه ها، اپلیکاتورها و ناهمگنی بافت از فرمالیسمtg-43u1 به عنوان فرمالیسم محاسباتی دز استفاده می کند، به این ترتیب که پارامترهای دزیمتری هر یک از چشمه های فعال را به عنوان ورودی دریافت می کند و توزیع دز در اطراف هر چینشی از چشمه های فعال و اسپیسر ها را با استفاده از اصل برهم نهی دز محاسبه می کند. از آنجا که پارامترهای دزیمتری هر چشمه در حضور اپلیکاتور و سایر چشمه های فعال محاسبه می شود، توزیع دز نهائی به دست آمده، با احتساب اثر شیلدینگ اپلیکاتور و سایر چشمه ها خواهد بود. در این نرم افزار امکان تصحیح توزیع دز در ناهمگنی ها نیز وجود دارد. در نهایت عملکرد این نرم افزار توسط شبیه سازی مونت کارلو و دزیمتری tld نیز بررسی گردید. نتایج این تحقیق تطابق خوبی میان نتایج نرم افزار طراحی شده و نتایج شبیه سازی مونت کارلو را نشان می دهد به علاوه این نرم افزار قادر به تصحیح اثرات ناهمگنی بافت با خطای کمتر از 1% است. به علاوه این نرم افزار قادر به انجام طراحی درمان معکوس است به این ترتیب که با دریافت تصویر ct بیمار و تعیین اندام های مختلف (ptv و oars ) بر روی آن، نرم افزار به کمک روش بهینه سازی خطی دوگانه چینش بهینه از چشمه های فعال و غیر فعال را برای وارد کردن دز کشنده به بافت تومور و کنترل دز بافت های سالم را به دست می دهد.