فصل چهار : پارامترهاي موثر باريكه
انرژي
اولين آزمون هاي درماني با نوترون هاي حرارتي صورت گرفت. آزمايشات نشان مي داد که شارنوترون هاي حرارتي در فاصله اي حدود 2 سانتيمتر از سطح مغز به نصف مقدار اوليه خود مي رسد[1]، لذا نوترون هاي حرارتي تنها براي درمان تومورهاي سطحي مفيد هستند. براي درمان تومورهاي عمقي بايد از نوترون هاي پر انرژي و با قدرت نفوذ بالا استفاده کرد، با اين وجود باريکه خالصي از نوترون هاي سريع براي درمان مناسب نيست چرا که علي رغم نفوذ در مغز، در اثر شرکت در برهمکنش پس زني پروتون باعث افزايش چشمگير دز جذبي در سطح پوست و استخوان مي شود. بنابراين پس از توموگرافي بايد انرژي پرتو نوتروني بهينه گردد تا از دريافت مقدار اضافي دز توسط بيمار جلوگيري شود. به طور کلي تابش وقتي بهينه است که نوترون هاي فرودي تا حد امکان با اتم هاي بور داخل غده واکنش داده و کمترين آسيب را به بافت هاي سالم اطراف غده وارد کنند.
شبيه سازي ها نشان مي دهد که انرژي مناسب نوترون براي درمان غدد عمقي در حدود 10keV مي باشد[2]. نوترون هايي با انرژي کمتر، قبل از رسيدن به غده، در بافت هاي سالم جذب مي شوند و نوترون هاي با انرژي بيشتر از 10keV، در اثر پروتون هاي پس زده، باعث افزايش چشمگير دز جذبي در بافت هاي سالم (به خصوص در پوست و سطح مغز) مي گردند[3].
شدت
از آنجا که دز جذبي به زمان پرتو دهي بستگي دارد، لازم است تا تعداد نوترون هاي
فرودي نيز بهينه شوند. اگر شار نوترون کم باشد زمان پرتو دهي بايد افزايش يابد که
اين امر باعث افزايش دز جذبي نا مطلوب در بافت هاي سالم مي گردد، همچنين اگر شار
نوترون خيلي زياد باشد، کنترل درمان مشکل شده و دز جذبي نامطلوب افزايش مي يابد.
عموماً شار نوتروني از مرتبه 
مورد
توافق قرار گرفته است[4].
آلودگي ها
چشمه هاي نوترون معمولاً شامل نوترون هاي گرمايي، فوق گرمايي، سريع و تابشهاي گاما هستند، در حاليکه تنها نوترون هاي فوق گرمايي با انرژي و شدت مناسب مورد نياز است و پرتو هاي گاما، نوترون هاي گرمايي و سريع به عنوان آلودگي محسوب مي شوند که موجب افزايش دز جذبي نامطلوب مي گردند. لذا بايد تا حد امکان ميزان شار آنها در پرتو فرودي کاهش يابد. جدول زير حدود مجاز اين مؤلفه ها را نشان مي دهد[4].
|
حدود مجاز تابش هاي موجود در پرتو. |
|
|
|
|
|
Limit |
BNCT beam port parameters |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E > 10 keV |
Fast energy group |
|
10 keV > E > 1eV |
Epithermal energy group |
|
E < 1eV |
Thermal energy group |
مقدار اين پارامترها براي هفت راكتور فعال در BNCT در جدول زير مقايسه شده است.[5]
|
پارامترهای پرتو برای هفت راکتور فعال در BNCT. |
|||||
|
|
|||||
|
|
|
|
Power (MW) |
Country |
Reactor |
|
3.6 |
1.4 |
4.3 |
5 |
USA |
MIT |
|
12.6 |
8.3 |
1.43 |
0.5 |
Sweden |
R2-0 |
|
0.9 |
3.2 |
1.2 |
0.25 |
Finland |
FiR-1 |
|
10.8 |
16.9 |
0.68 |
9 |
Czech Republic |
Rez |
|
3.8 |
12.1 |
0.33 |
4.2 |
Netherlands |
HFR |
|
----- |
3 |
4.1 |
1 |
USA |
WSU |
|
1.25 |
2.8 |
1.69 |
1-2 |
ROC |
THOR |
مراجع
[1] Moss RL. Review of Reactor Based Neutron Beam Development for BNCT Applications, in Advances in Neutron Capture Therapy edited by Soloway AH et al, Plenum Press, New York,pp1-7,1993.
[2] J.C. Yanch, X.-L. Zhou, R.E. Shefer, R.E. Klinkowstein, Med. Phys. 19 (3) 709,1992.
[3] E. Bisceglie Production ofepithermal neutron beams for BNCTNuclear Instruments and Methods in Physics Research A 476,123–126,2002.
[4] W.S. Kiger III, S. Sakamoto, O.K. Harling, Nucl. Sci. Eng. 131,1, 1999.
B. Montagnini Spectrum shaping of accelerator-based neutron beams for BNCT Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 476 90–98,2002.
[5] W.S. Kiger III, S. Sakamoto, O.K. Harling, Nucl. Sci. Eng. 131,1, 1999.
Binns, P.J., Riley, K.J., Harling, O.K Dosimetric comparison of six epithermal neutron beams using an ellipsoidal water phantom. Research and Development in Neutron Capture Therapy, Essen, Germany, pp. 405–409, 2002.
