ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы


Расширенное продолжение серии: Ядерные константы c 1971 года

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ПИКА БРЭГГА В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ НА ОСНОВЕ РЕГИСТРАЦИИ МГНОВЕННОГО ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ В ОРТОГОНАЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В АДРОННОЙ ТЕРАПИИ

Авторы

Пряничников А.А.1, Симаков А.С.1, Дегтярев И.И.2, Новоскольцев Ф.Н.2, Алтухова Е.В.2, Алтухов Ю.В.2, Синюков Р.Ю.2

Организация

1. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук, Физико-технический центр, Протвино, Россия
2. Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт физики высоких энергий имени А.А. Логунова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Протвино, Россия

Пряничников А.А. – инженер, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт имени П.Н. Лебедева Российской академии наук. Контакты: 142281, Протвино, Московская область, Академический проезд 2, 110. Тел.: (916)080-68-51; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .
Симаков А.С. – инженер, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт имени П.Н. Лебедева Российской академии наук.
Дегтярев И.И. – старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук, Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт физики высоких энергий имени А.А. Логунова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт».
Новоскольцев Ф.Н. – старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук, Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт физики высоких энергий имени А.А. Логунова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт».
Алтухова Е.В. – младший научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт физики высоких энергий имени А.А. Логунова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт».
Алтухов Ю.В. – младший научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт физики высоких энергий имени А.А. Логунова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт».
Синюков Р.Ю. – младший научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное учреждение Институт физики высоких энергий имени А.А. Логунова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт».

Аннотация

В последнее время пучки тяжелых заряженных частиц, таких, например, как протоны и ионы углерода, находят все более широкое применение в лучевой терапии онкологических заболеваний, что обусловлено принципиальной возможностью качественного улучшения пространственных дозных распределений по сравнению с традиционно используемыми в радиационной терапии источниками электронов и γ-квантов, что позволяет радикально снизить дозную нагрузку на прилегающие к опухоли непораженные участки ткани. Одним из ключевых аспектов реализации эффективной протонной и ионной радиотерапии глубокорасположенных опухолей, наряду с качественным планированием, является осуществление контроля корректности облучения в режиме реального времени. В настоящей работе приведены результаты расчетно-теоретических и экспериментальных исследований метода детектирования положения пика Брэгга в водном фантоме в режиме реального времени, основанного на регистрации мгновенных вторичных гамма-квантов, рожденных в неупругих ядерных взаимодействиях частиц первичного сканирующего нитевидного пучка протонов, испущенных в ортогональном направлении. Приводятся основные параметры прототипа клинической установки, найденные на основе полномасштабного статистического моделирования связанного переноса многокомпонентного излучения в рамках комплекса RTS&T, реалистичной 3D-модели прототипа установки с использованием щелевого коллиматора, оценки точности определения продольной координаты пика Брэгга, производится выбор оптимального типа сцинтиллятора.

Ключевые слова
перенос излучения, метод Монте-Карло, радиационная терапия, медицинские ускорители, детектирование пика Брэгга, математическое моделирование, планирование облучения, технология мониторирования

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2018, выпуск 1, 1:12