یکی از روش‌های درمان برخی از انواع سرطان‌ها نظیر گلیوبلاستومای چندگانه (GBM)، درمان با گیراندازی نوترون در بور (BNCT) است. از الزامات موفقیت این روش، تامین شار نوترون کافی و نیز وجود غلظت کافی بور10 در محل تومور است. با توجه به اهمیت غلظت مناسب بور10 در تومور لازم است تا توزیع بور و نیز غلظت آن در حین درمان به طور دقیق مورد پایش قرار گیرد. تغییر احتمالی غلظت بور طی زمان، نظیر نشت غلظت اولیه بور در تومور به بافت‌های اطراف در حین پرتودهی BNCT، منجر به تغییر دوز از قبل تعیین‌شده برای درمان در تومور و نیز سبب آسیب بافت سالم اطراف تومور می‌شود. بنابراین یکی از الزامات درمان با BNCT، پایش غلظت بور به صورت دقیق و برخط با هدف اطمینان از کارایی درمان است.

روش‌های متفاوتی برای بررسی غلظت بور وجود دارد، اما یک روش دقیق محاسبه نقشه توزیع دوز بور به صورت برخط حین پرتودهی، روش مقطع‌نگاری رایانه‌ای مبتنی بر گسیل تک فوتون (SPECT) است. اساس این روش مبتنی بر ثبت گاماهای آنی keV 478 از بور10 هنگام جذب نوترون حرارتی است که امکان دست‌یابی به تصویر توزیع بور را فراهم می‌آورد.

در این پایان‌نامه، به طراحی سامانه تصویربرداری مبتنی بر روش اسپکت برای BNCT، شامل همسوساز و آرایه آشکارسازی، با استفاده از کد شبیه‌سازی مونت‌کارلو MCNP6 پرداخته شده است. مشخصه‌های سامانه اسپکت نظیر نوع آشکارساز و ابعاد آن و همچنین ویژگی‌های همسوساز شامل جنس، هندسه و ابعاد حفره، قدرت تفکیک مکانی و حساسیت تعیین شده است. با توجه به این که در حال حاضر راکتور تحقیقاتی تهران (TRR) تنها چشمه قابل استفاده برای BNCT است، سامانه طراحی شده برای طیف نوترونی درمانی TRR مورد ارزیابی قرار گرفته است.

در نهایت، سامانه تصویربرداری اسپکت شامل 4 آرایه آشکارسازی و همسوساز جهت پایش غلظت بور به صورت برخط طراحی شده و نقشه توزیع دوز یا غلظت بور در فانتوم در مقابل باریکه نوترون درمانی از قبل طراحی شده TRR با استفاده از روش برآورد درست‌نمایی بیشینه (MLEM) با قدرت تفکیک مکانی cm 1 بازسازی شده است. 

نام و نام خانوادگی دانشجو: مهدیه سادات موسوی

مقطع: کارشناسی‌ارشد

گروه آموزشی: فیزیک، فیزیک هسته‌ای