A comparison of acoustic waves generated in proton and carbon-ion therapy
Proton ve karbon-iyon tedavisinde üretilen akustik dalgaların karşılaştırmalı incelenmesi
- Tez No: 909279
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKAN ERKOL, PROF. DR. MEHMET BURÇİN ÜNLÜ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 126
Özet
Parçacık terapisi, özellikle proton ve karbon iyon terapisi, hadronların benzersiz enerji biriktirme profillerinden yararlanan umut verici bir kanser tedavi yöntemini temsil ediyor. Işın parametrelerinin optimize edilmesi, Bragg zirvesinde maksimum enerji aktarımına olanak tanıyarak tümörleri hedef alırken çevredeki sağlıklı dokuya verilen zararı en aza indirir. Termal genleşme ve elektronik çarpışmalardan kaynaklanan lokal ısınma yoluyla enerji birikmesiyle üretilen iyonoakustik dalgalar, doz optimizasyonu, aralık doğrulaması ve farklı parçacık türlerinin karşılaştırmalı çalışmalarında potansiyel uygulamalar sunar. Bu çalışma, parçacık terapisinde karbon iyon ışınlarının derinlik-doz dağılımını tahmin etmek için analitik bir model önermektedir. Bortfeld'in yaklaşımına dayanan modelimiz, karbon iyonlarının parçalanma süreçlerini ve enerji biriktirme modellerini ele alarak tedavi planlaması ve doz optimizasyonu için Monte Carlo simülasyonlarına etkili bir alternatif sa ̆glar. Ayrıca, matematiksel modelleme ve hesaplamalı simülasyonlar kullanarak dokudaki proton ve karbon-iyon ışınlarından gelen iyonoakustik sinyalleri analiz ediyoruz. Tedavi sırasında gerçek zamanlı görüntüleme, doz dağılımının ve ışın konumunun izlenmesi için invaziv olmayan, yüksek çözünürlüklü bir yöntem olarak Karbon İyonu Kaynaklı Akustik Sinyalleri (CIAS) araştırıyoruz. Karbon iyon terapisinde nükleer parçalanma kuyruğunun incelenmesi, akustik dalga formlarında karbon iyonlarının farklı enerji biriktirme özelliklerini sergileyen, iyonoakustik sinyal profillerine ilişkin önemli bilgiler ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Particle therapy, specifically proton and carbon ion therapy, represents a promising cancer treatment method that leverages hadrons' unique energy deposition profiles. Optimizing beam parameters enables maximum energy transfer at the Bragg peak, targeting tumors while minimizing damage to surrounding healthy tissue. The ionoacoustic waves generated by energy deposition through thermal expansion and localized heating from electronic collisions offer potential applications in dose optimization, range verification, and comparative studies of different particle types. This study proposes an analytical model for predicting the depth-dose distribution of carbon-ion beams in particle therapy. Based on Bortfeld's approach, our model addresses fragmentation processes and energy deposition patterns of carbon ions, providing an efficient alternative to Monte Carlo simulations for treatment planning and dose optimization. Furthermore, we analyze ionoacoustic signals from proton and carbon-ion beams in tissue using mathematical modeling and computational simulations. We investigate Carbon Ion-induced Acoustic Signals (CIAS) as a non-invasive, high-resolution method for real-time imaging, tracking dose distribution, and beam position during treatment. Examining the nuclear fragmentation tail in carbon-ion therapy reveals significant insights into ionoacoustic signal profiles, showcasing carbon ions' distinct energy deposition characteristics in acoustic waveforms.
Benzer Tezler
- Ses İletim Kaybı Ölçüm Düzeneği Tasarımı Ve Geliştirilmesi
Sound Transmission Loss Measurement System Design And Improvements
BURAK ERDAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK EROL
- Aeroacoustic investigation of unsteady transonic cavity flow via open CFD source codes
Açık kaynak CFD kodu ile zamana bağlı transonik kavitenin aeroakustik analizi
ALİ CAN FADIL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHA ZAFER
- Nanofibrous resonant membrane for acoustic applications
Akustik uygulamalar için nanolifli resonant membran
MERVE KÜÇÜKALİ ÖZTÜRK
Doktora
İngilizce
2017
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA BANU NERGİS
PROF. DR. CEVZA CANDAN
- Design and development of nonwovens with sound absorption properties for automotive applications
Otomotiv uygulamaları için ses yutum özelliğine sahip dokunmamış kumaşların tasarımı ve geliştirilmesi
HANDAN PALAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURÇAK KARAGÜZEL KAYAOĞLU
- Dizel motorlarda yanma gürültüsünün transfer fonksiyonunun incelenmesi
Investigation of combustion transfer function on diesel engines
İBRAHİM ÇİYLEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK EROL