Geri Dön

Radyoterapide monte carlo doz hesaplama algoritmasının geliştirilmesi

Developing monte carlo dose calculation algorithm in radiation therapy

PDF İndir

  1. Tez No: 742750
  2. Yazar: SÜMEYRA CAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. EREN ŞAHİNER, PROF. DR. DİDEM KARAÇETİN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Radyasyon Onkolojisi, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Nükleer Mühendislik, Radiation Oncology, Physics and Physics Engineering, Nuclear Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Doz-cevap ilişkisi-radyasyon, Radyasyon dozajı, Radyasyon onkolojisi, Radyoterapi, Saçınım-radyasyon, Tıbbi fizik, Dose-response relationship-radiation, Radiation dosage, Radiation oncology, Radiotherapy, Scattering-radiation, Medical physics
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ankara Üniversitesi
  10. Enstitü: Nükleer Bilimler Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Medikal Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Medikal Fizik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Teorik olarak, Monte Carlo (MC) yöntemi, tıbbi medikal fizik alanında soğrulan dozun hesap edilmesinde önemli bir rol oynar. Bu çalışmada, radyoterapide soğrulan dozun hesap edilmesi için tüm atom-foton etkileşim mekanizmalarının simüle edilmesi ve Elekta VersaHD lineer hızlandırıcının sanal kaynak modellemesini yapmak için yeni bir Monte Carlo doz hesaplama algoritması (MC-SCAN) geliştirilmesi hedeflendi. MC-SCAN modellemesinde rastgele sayılar üretmek için Mersenne Twister (MT) algoritmasından yararlanıldı. Fotonların enerji spektrumunu simüle etmek amacıyla Mohan 6 MV foton spektrumu kullanıldı ve kaynak bir nokta kaynak olarak modellendi. Soğrulan doz, Su fantomu ve RW3 fantom geometrisi ile hesaplandı ve tüm etkileşim mekanizmaları, enerji birikimini elde etmek için modellendi. Mutlak doz, her iki fantom için output faktörleri, TPR20/10, PDD, farklı alan boyutları için (5x5 cm2 ila 40x40 cm2) foton profili ve ayrıca 10x10 cm2 alanda nokta doz geliştirilen MC-SCAN algoritması ile hesaplandı. Daha sonra, elde edilen tüm sonuçlar deneysel ölçümlerle karşılaştırıldı. Ortalama foton enerjisi yaklaşık 1,983 MV olarak hesap edildi. Hesaplanan ortalama enerji ile teorik enerji değeri olan 2 MV arasındaki fark <1% elde edildi. MC-SCAN modellemesi ile hesaplanan TPR20/10 değeri (0,685 ± 0,03). Hesaplanan ve ölçülen değer arasındaki fark 1,31% idi. Deneysel PDD ve foton profili ile MC-SCAN modellemesi ile hesaplanan değerler arasındaki fark, tüm alan boyutları için <3% olarak hesaplandı. Sanal kaynak modelini simüle etmek için alternatif bir araç olarak kullanılma potansiyeline sahip olan MC-SCAN Monte Carlo doz hesaplama algoritması Elekta VersaHD LINAC üzerinde test edildi. MC-SCAN'ın hesaplanan tüm değerler için, deneysel ölçümler arasındaki fark <3% olarak elde edildi ve üretici kriteri olan <3% şartını sağladı. Sonuç olarak bu tez çalışması kapsamında paket program kullanılmadan radyoterapide yeni bir Monte Carlo doz hesaplama algoritması geliştirilmiş oldu.

Özet (Çeviri)

Monte Carlo simulation is conformed as the most accurate method of calculating dose absorption in radiation therapy. The aim of this study is to develop in-house Monte Carlo dose calculation algorithm, namely MC-SCAN, to simulate all mechanisms of interactions for accurate dose calculation in radiation therapy and evaluate the MC-SCAN with beam modeling of Elekta VersaHD linear accelerator. Mersenne Twister (MT) algorithm was taken advantage of in MC-SCAN modeling so as to generate the random numbers. Mohan 6 MV photon spectrum was used to simulate the energy spectrum of the photons and the source is simulated as a point source. The absorbed dose is calculated with Water and RW3 phantom geometry and all interaction mechanisms were modeled to gain energy deposition. MC-SCAN dose engine was used to stimulate absolute dose, output factors of both phantoms, TPR20/10, PDD, photon profile of different field sizes (5x5 cm2 to 40x40 cm2) as well as point dose of 10x10 cm2; after that, a comparison of all the achieved results with experimental measurements went through. The mean photon energy achieved to be approximately 1.983 MV. The difference between calculated mean energy and theoretical one (2 MV) is <%1. The calculated TPR20/10 value via MC-SCAN modeling as (0.685 ± 0.03). The difference between the calculated and measured value turned to be %1.31. the difference between experimental PDD and photon profile, and the calculated ones by MC-SCAN modeling was <%3 for all field sizes. Owning the potential to be used as an alternative tool to simulate virtual source model, the MC-SCAN Monte Carlo engine was used for the same purpose on Elekta VersaHD LINAC. All calculated values of MC-SCAN turned out to present the difference between experimental measurements to be < 3%. Nonetheless, the algorithm is in dire need of further research for the sake of improvement.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    909266

    Akciğer yerleşimli tümörlerde farklı radyoterapi teknikleri ve tedavi planlama algoritmalarının hedef tümör hacmi ve kritik organlar üzerindeki etkisinin değerlendirilmesi

    Evaluation of different radiotherapy treatment techniques and treatment planning algorithms on target tumor volume and critical organs for lung tumors

    AYÇA ÇAĞLAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Radyasyon OnkolojisiSağlık Bilimleri Üniversitesi

    Radyasyon Biyolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BAHAR DİRİCAN

  2. Tez No

    547223

    Düzleştirici filtresiz tedavi sistemleri için kalem huzme kerneli geliştirilmesi

    Development of pencil beam kernel for flattening filter free treatment systems

    MEHMET ERTUĞRUL ERTÜRK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Nükleer MühendislikHacettepe Üniversitesi

    Nükleer Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CEMİL KOCAR

    PROF. DR. MEHMET TOMBAKOĞLU

  3. Tez No

    322998

    İnsan vücuduna yerleştirilen biyomalzemelerin radyoterapideki doz dağılımına etkisinin monte carlo yöntemiyle ve dozimetrik olarak incelenmesi

    Investigation of effects on dose distrubition of the biomaterials placed into human body with Monte Carlo method and dosimetrically in radiotherapy

    SERAP ÇATLI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞE GÜNEŞ TANIR

  4. Tez No

    344213

    Fantomda, doku içine yerleştirilen protez malzemesinin eksternal ışın tedavisinde doza etkisinin farklı doz hesaplama algoritmaları ve dozimetri ile karşılaştırılması

    The effect of prosthesis implant materials on doses in external beam treatment comparison with different dose calculation algorithms and dosimetry in phantom model

    DOĞUKAN AKÇAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Fizik ve Fizik MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Medikal Fizik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. KADİR AKGÜNGÖR

    PROF. DR. FADİME AKMAN

  5. Tez No

    288429

    Mediastinal bölge radyoterapisi alan Hodgkin lenfoma tanılı olgularda iki farklı doz hesaplama algoritmasının kardiyak doz-volüm parametrelerine etkisinin karşılaştırılması

    The comparison of the effects of two different dose calculation algorithms on cardiac dose- volume parameters in Hodgkin lymphoma patients receiving mediastinal radiotherapy

    EMRE TAHBERER

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Radyoloji ve Nükleer TıpDokuz Eylül Üniversitesi

    Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞE NUR DEMİRAL

Geri Dön