پرتودرمانی یکی از مؤثرترین روش‌های درمان سرطان است. روش پرتودهی از نزدیک یا براکی‌تراپی به‌طور گسترده برای درمان سرطان‌ها استفاده می‌شود. بنابراین طراحی درمان از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. اصل اساسی در پرتودرمانی، وارد کردن حداکثر آسیب به تومور و حداقل آسیب به بافت‌های طبیعی است. مکان چشمه‌های براکی‌تراپی بایستی به‌گونه‌ای طراحی شود تا توزیع دز آن‌ها مطابق طرح درمان باشد و با دز تجویزی هم‌خوانی داشته باشد. ارزیابی دقیق برای اجتناب از رسیدن دز زیاد به سایر ارگان‌ها به‌ویژه ارگان‌های حساس ضروری است. در طراحی پیش از درمان می‌توان از الگوریتم‌های بهینه‌سازی بهره گرفت. هدف این است که برای هر تومور، بهینه‌سازی به‌گونه‌ای انجام شود که نقاط واقع بر لبه مرز تومور، دز معین داشته و نقاط درون تومور دزی بیش‌تر یا برابر با دز تعیین شده روی نقاط واقع در مرز را داشته باشند. دقت بهینه‌سازی و یافتن مکان بهینه چشـمه‌ها، در طراحی درمان بسـیار مهم است. در این مقاله به کمک الگـوریتم ازدحام ذرات (PSO)، مکان چشـمه‌های پالادیوم-103، که برای درمان سرطان پروستات به‌کار می‌رود، بهینه‌سازی می‌شود. برنامه با تومورهای مختلف و در وضعیت‌های متفاوت اجرا شده است. نتایج نشان می‌دهد با استفاده از این الگوریتم و با تعداد دلخواه 5 و 40 چشمه، بیش از 90% نقاط روی مرز تومورهای دایره‌ای و بیضوی، دز تعیین شده را دریافت می‌کنند. هم‌چنین بهترین مکان قرارگرفتن دانه‌های براکی‌تراپی و مشخصات آن‌ها به‌دست می‌آید. این پژوهش نشان می‌دهد که الگوریتم PSO می‌تواند برای بهینه‌سازی مکان چشمه‌های براکی‌تراپی به‌روش کاشت داخل‌نسجی که معمولاً از تعداد زیادی چشمه استفاده می‌شود، به‌کار رود. با بهینه‌سازی، توزیع دانه‌ها و منحنی‌های هم دز بررسی می‌شود تا از رسیدن دز کافی به حجم هدف و حفظ بافت‌های سالم اطمینان حاصل شود. پیاده‌سازی آسان، تعداد کم پارامترها و همگرایی نسبتاً سریع به جواب بهینه، از مزایای این الگوریتم به‌شمار می‌رود.

کلمات کلیدی