МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОТОН- И ПРОТОН-ЗАХВАТНОЙ ТЕРАПИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРЕПАРАТОВ ЗОЛОТА

Аннотация:

Цель: Теоретическое обоснование и моделирование с использованием метода Монте-Карло процессов, протекающих при фотон- и протон-захватной терапии (ФЗТ и ПЗТ соответственно) с использованием наночастиц золота. Математическое моделирование ФЗТ проводили с использованием программ MCNP, тогда как ПЗТ, в т.ч. дополнительные модельные эксперименты для объяснения принципов действия протон-захватных реакций, моделировали с использованием пакета CERN Geant4 и собственных разработанных программных средств на языках С++ и Python. В результате моделирование бинарной терапии в условиях добавления золота в опухоль в концентрации 10 мг на 1 г ткани показало двукратное увеличение поглощенной дозы при ФЗТ на рентгеновской установке, предположительно, посредством взаимодействия у-квантов с электронными оболочками атомов и вызванными этими процессами каскадом электронов. Добавление золота в концентрациях 1 мг на 1 г ткани для ПЗТ дает возможность говорить о качественном изменении поглощенной дозы в фантоме, однако в зависимости от энергии протонов, доза в ткани с золотом может быть как выше на 15% (для протонов энергии 50 МэВ), так и ниже (до 15%, для протонов от 150 до 250 МэВ), так и сохраняться на том же уровне (для протонов с энергией 100 МэВ). Дополнительные эксперименты, проведенные с целью попытки объяснения данных результатов, предполагают, что с увеличением энергии протонов растет число возможных каналов реакций, в то время как число самих реакций на золоте уменьшается. Также с ростом энергии протонов снижается число упругих соударений протонов с золотом, что свидетельствует, в первую очередь, о значительном уменьшении сечения реакции. Выводы: Двукратный выигрыш в дозе при ФЗТ с препаратами золота свидетельствует о ее возможном применении и внедрении в клиническую практику. ПЗТ и перспективы ее дальнейшего использования требуют проведения дополнительных исследований, связанных как с улучшением физических моделей, так и с валидизацией возможного биологического действия.

Авторы:

Издание: Медицинская радиология и радиационная безопасность
Год издания: 2016
Объем: 6с.
Дополнительная информация: 2016.-N 5.-С.59-64. Библ. 20 назв.
Просмотров: 38