Monte carlo simülasyonu ile ileri radyoterapi planlarının lineer hızlandırıcı kayıt dosyaları üzerinden doz dağılım hesaplarının yapılması
Dose distribution calculations of advanced radiotherapy plans using monte carlo simulation based on linear accelerator treatment record files
- Tez No: 912159
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ KADİR AKGÜNGÖR, PROF. DR. AYŞE NUR DEMİRAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Radyasyon Onkolojisi, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Radiation Oncology, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Medikal Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu doktora çalışmasında, Monte Carlo simülasyonları kullanılarak Agility MLC (Multi-Leaf Collimator) başlıklı Elekta Synergy lineer hızlandırıcı cihazı başarıyla modellenmiş ve ileri radyoterapi planlarının (IMRT ve VMAT) tedavi kayıt dosyaları üzerinden bağımsız (ikincil) doz hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın temel amacı, tedavi planlama sistemlerinden bağımsız olarak geliştirilen Monte Carlo hesaplama yöntemlerinin, tedavi kalite kontrol süreçlerinde güvenilir bir araç olarak kullanılabileceğini göstermektir. Araştırma kapsamında, Elekta Synergy cihazının geometrik ve fiziksel özellikleri detaylı bir şekilde modellenmiş, faz-uzayı veri seti oluşturulmuş ve GAMOS yazılımı ile Monte Carlo simülasyon hesaplamaları yapılmıştır. Bu hesaplamalar, Beowulf bilgisayar kümesi üzerinde optimize edilmiş bir Python tabanlı otomasyon yazılımı ile eş zamanlı olarak çoklu bilgisayarlar ve sanal işlemciler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen doz dağılımları, Elekta MONACO tedavi planlama doz hesaplama sonuçları ile karşılaştırılmış ve gamma analizi sonuçlarına göre uyumlu veriler elde edilmiştir. Gamma geçme oranları, hesaplama yapılan voksel hacimlerinin boyutlarıyla orantılı kriterler temel alınarak analiz edilmiş ve sonuçlar kabul edilebilir sınırlar içinde bulunmuştur. Bu çalışma, standart alan boyutlarında yapılan hesaplamaları, Agility$^{TM}$ MLC performans testlerini, post-model tedavi planlarını ve ileri radyoterapi teknikleri ile yapılan tedavi planlarının Monte Carlo doz dağılım hesaplamalarını kapsamaktadır. Tedavi kayıt dosyalarının Monte Carlo simülasyonlarıyla hesaplanması sayesinde, ölçüm cihazı kullanılmaksızın tedavi planlarının kalite kontrol çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bulgular, Monte Carlo yönteminin klinik kalite kontrol süreçlerinde etkili bir araç olduğunu ve ileri radyoterapi planlarının tedavi kayıt dosyaları üzerinden güvenilir bir şekilde hesaplanabileceğini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
In this doctorate study, the Agility MLC (Multi-Leaf Collimator) head equipped Elekta Synergy linear accelerator was successfully modeled using Monte Carlo simulations, and independent (secondary) dose calculations of advanced radiotherapy plans (IMRT and VMAT) were performed based on treatment log files. The primary aim of the study was to demonstrate that Monte Carlo calculation methods, developed independently of treatment planning systems (TPS), can serve as a reliable tool in treatment quality assurance (QA) processes. As part of the research, the geometric and physical properties of the Elekta Synergy device were modeled, phase-space file generated, and Monte Carlo simulation calculations were carried out using the GAMOS software. These calculations were performed on a Beowulf computer cluster utilizing an optimized Python-based automation software that enabled simultaneous computations across multiple computers and virtual processors. The resulting dose distributions were compared with the dose calculation outputs of the Elekta MONACO treatment planning system, and consistent results were obtained according to gamma analysis. The gamma pass rates were analyzed based on criteria proportional to the voxel volumes of the calculated regions, and the results were found to be within acceptable limits. This study encompasses calculations for standard field sizes, Agility$^{TM}$ MLC performance tests, post-model treatment plan evaluations, and Monte Carlo dose distribution calculations for advanced radiotherapy techniques. The ability to calculate treatment plans through Monte Carlo simulations of treatment log files has enabled the execution of treatment plan quality assurance studies without the use of measurement devices. The findings demonstrate that the Monte Carlo method is an effective tool in clinical quality assurance processes and that advanced radiotherapy plans can be reliably calculated based on treatment log files.
Benzer Tezler
- 6, 9, 12, 16 ve 20 MeV enerjili elektronların sudaki derin dozlarının ölçümü ve penelope MC programıyla hesabı
Depth dose of 6, 9, 12, 16 and 20 MeV electrons in water measurement and calculation by the penelope MC code
SEYHAN SÜER
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAZMİ TURAN OKUMUŞOĞLU
- Glutensiz mısır ve mısır bazlı paketli ürünlerin fumonisin düzeylerinin belirlenmesi ve çölyaklı bireylerde fumonisin maruziyetinin Monte-Carlo simülasyonu ile değerlendirilmesi
Determination of fumonisin levels in gluten-free maize and maize-based packaged products and evaluation of fumonisin exposure in celiac patients using Monte-Carlo simulation
EYLEM EZGİ TÜYBEN ALTUĞ
Doktora
Türkçe
2026
Beslenme ve DiyetetikHacettepe ÜniversitesiDiyetetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEVLÜDE KIZIL
- Evaluation of the effects of earthquakes on radon and total electron content values and meteorological changes: A Monte Carlo simulation prediction
Depremlerin radon ve toplam elektron içeriği değerleri ve meteorolojik değişimler üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi: Bir Monte Carlo simülasyonu kestirimi
AHMET SAİT ALALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiFırat ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH KÜLAHCI
- Kanatlı et kesimhanesi arıtma tesisi çıkış suyunun fotokatalitik bozunma ile ileri arıtımı: Maliyet analizi, optimizasyon ve modelleme
Advanced treatment by photocatalytic degradation of effluents from treatment plants of poultry slaughterhouse: Cost analysis, optimization and modeling
MUSA BÜYÜKADA
Doktora
Türkçe
2017
Çevre MühendisliğiAbant İzzet Baysal ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH EVRENDİLEK
- Application of machine learning algorithms in seismic fragility analysis of structures
Yapıların sismik kırılganlık analizinde makine öğrenme algoritmalarının uygulanması
MOHAMED TAREQ MOHAMED SOLIMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UFUK YAZGAN