Μικροδοσιμετρικά μοντέλα υπολογισμού του RBE στην αδρονιακή θεραπεία με έμφαση στο μοντέλο RMF / Microdosimetric models for RBE calculation in hadron therapy: focus on the RMF model

Στην εργασία αυτή μελετάται η σχετική βιολογική απόδοση πρωτονίων και ιόντων άνθρακα στην ακτινοθεραπεία χρησιμοποιώντας το ραδιοβιολογικό μοντέλο RMF, και εξετάζεται η απόδοση συγκρίνοντας με ραδιοβιολογική βάση δεδομένων. Αρχικά κατασκευάζονται καμπύλες δόσης-βάθους για πρωτόνια με την αναλυτική μέθοδο του Bortfeld. Η μέθοδος αυτή στηρίζεται στην σχέση R = aE^p, η οποία δίνει την εμβέλεια ως συνάρτηση της αρχικής ενέργειας, με τις παραμέτρους να προκύπτουν εμπειρικά, και για να ληφθούν υπόψιν τα φαινόμενα απόκλισης της δέσμης γίνεται συνέλιξη με Γκαουσιανή κατανομή. Το μοντέλο αυτό επεκτείνεται περεταίρω με την εργασία της Halicicar, και μπορεί να εφαρμοστεί για βαρύτερα ιόντα, όπως 12C6+. Τα ιόντα άνθρακα κάνουν επίσης πυρηνικές αντιδράσεις, με αποτέλεσμα να εμφανίζονται ελαφρύτερα ιόντα στο πέρας της εμβέλειας, για τα οποία δίνεται τρόπος ώστε να ληφθούν υπόψιν. Το μοντέλο RMF στην απλοποιημένη μορφή όπως προτείνται από τον Stewart, χρειάζεται ως είσοδο την ζημιά που γίνεται με την μορφή δίκλωνων θραύσεων (DSB), οι οποίες είναι και οι πιο θανατηφόρες για το κύτταρο. Γίνονται υπολογισμοί με το λογισμικό MCDS, και υπολογίζονται παραμετροποιημένες σχέσεις για το RBE (για βιολογικό αποτέλεσμα DSB) ως συνάρτηση της ποσότητας (Zeff/β)2, η οποία περιγράφει χαρακτηριστικά του ιόντος. Επίσης ήταν αναγκαίο να υπολογιστεί η παράμετρος zF. Στην παρούσα εργασία υπολογίστηκε η γραμμιώδης και ειδική ενέργεια με την μέθοδο του Xapsos/Papadopoulos ώστε να λαμβάνει υπόψιν φαινόμενα κορεσμού, καθώς στην πραγματικότητα από ένα σημείο και ύστερα όσο κι αν αυξηθεί η δόση που εναποτίθεται στον στόχο, δεν θα επιφέρει επιπλέον αποτέλεσμα καθώς τα κύτταρα θα έχουν ήδη θανατωθεί. Στη συνέχεια υπολογίζονται οι καμπύλες επιβίωσης και καμπύλες δόσης βάθους πολλαπλασιασμένες με την σχετική βιολογική απόδοση σε κάθε σημείο της τροχιάς. Το μοντέλο αυτό συγκρίνεται με μια βάση δεδομένων που περιέχει δεδομένα από περισσότερα από 2700 πειράματα ακτινοβολήσεων. Επιλέγονται δεδομένα κατάλληλα προς σύγκριση (300), δηλαδή ακτινοβολήσεις με πρωτόνια και ιόντα άνθρακα, συλ λέγονται τα στοιχεία για τις συνθήκες ακτινοβόλησης, εφαρμόζεται το μοντέλο πάνω στις ίδιες συνθήκες και υπολογίζεται το σχετικό σφάλμα. Το μοντέλο έδειξε καλύτερα αποτελέσματα για διαμέτρους ευαίσθητης σφαίρας κοντά στις διαστάσεις του κυττάρου (d ≈ 10µm). Γενικά το μοντέλο έδειξε καλύτερη απόδοση σε ιόντα άνθρακα και στην περίπτωση των πρωτονίων ήταν καλύτερο σε φυσιολογικούς ισ τούς.

Authors dc:creator

• Ράγγος Βασίλειος
• Rangos Vasileios

• Θετικές Επιστήμες
• Science

Language dc:language

English

Identifier

uoadl:5370542

OAI identifier oai:identifier

oai:lib.uoa.gr:uoadl:5370542