Ανάπτυξη εξειδικευμένου κώδικα χρήστη για υπολογιστική δοσιμετρία Monte Carlo προσομοίωσης με χρήση του EGSnrc

Διπλωματική Εργασία uoadl:1502339 217 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Διατμηματικό ΠΜΣ Ιατρική Φυσική-Ακτινοφυσική
Βιβλιοθήκη Επιστημών Υγείας
Ημερομηνία κατάθεσης:
2017-04-26
Έτος εκπόνησης:
2017
Συγγραφέας:
Λογοθέτης Ανδρέας
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Ευάγγελος Παντελής, Επίκουρος καθηγητής, Ιατρική Σχολή, Ε.Κ.Π.Α.
Παντελής Καραΐσκος, Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, Ε.Κ.Π.Α.
Παναγιώτης Παπαγιάννης, Αναπληρωτής καθηγητής, Ιατρική Σχολή, Ε.Κ.Π.Α.
Πρωτότυπος Τίτλος:
Ανάπτυξη εξειδικευμένου κώδικα χρήστη για υπολογιστική δοσιμετρία Monte Carlo προσομοίωσης με χρήση του EGSnrc
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Περίληψη:
Λαμβάνοντας υπόψη την απαίτηση για υψηλή ακρίβεια στη χορήγηση δόσης στην ακτινοθεραπεία και ειδικά στη στερεοτακτική ακτινοχειρουργική, η χρήση τεχνικών Monte Carlo στον υπολογισμό της δόσης με σκοπό τη μείωση της συνεισφοράς
του στη συνολική αβεβαιότητα της χορηγούμενης δόσης φαντάζει ιδανική λύση, δεδομένου ότι είναι η ακριβέστερη μέθοδος υπολογισμού μιας και αυτός γίνεται από πρώτες αρχές· πλην όμως είναι ιδιαίτερα απαιτητική σε υπολογιστική ισχύ, άρα και χρόνο, με αποτέλεσμα να μην αποτελεί πρακτική λύση για κλινικές εφαρμογές.
Προκειμένου να μειωθεί ο απαιτούμενος χρόνος προσομοίωσης Monte Carlo έχουν αναπτυχθεί διάφορες τεχνικές. Μία τεχνική που εφαρμόζεται στην προσομοίωση γραμμικών επιταχυντών είναι η αποθήκευση του φασικού χώρου μετά την κεφαλή έτσι ώστε να είναι δυνατή η επαναχρησιμοποίησή του χωρίς να γίνεται ολόκληρη η προσομοίωση, μεγάλο μέρος των σωματιδίων της οποίας δεν αποτελεί μέρος της τελικής δέσμης.
Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη C++ κώδικα χρήστη EGSnrc, ο οποίος θα αποθηκεύει αρχεία φασικού χώρου του τύπου IAEAphsp υπό καθοριζόμενες από το χρήστη συνθήκες, έτσι ώστε να διερευνηθεί η δυνατότητα και τα πιθανά ωφέλη από άποψη απαιτούμενου χρόνου να χρησιμοποιηθεί σε προσομοιώσεις Gamma Knife, και συγκεκριμένα του μοντέλου Gamma Knife Perfexion, όπως αναπτύχθηκε στον EGSnrc από τον Pappas κ.ά. (2016).
Πραγματοποιήθηκαν εκτενείς έλεγχοι για την επιβεβαίωση της ορθής λειτουργίας του αναπτυχθέντος κώδικα χρήστη. Στη συνέχεια αποθηκεύτηκαν αρχεία φασικού χώρου από έναν τομέα για κάθε άνοιγμα κατευθυντήρα του Gamma Knife Perfexion και λήφθηκαν τα προφίλ της δέσμης στους τρεις άξονες σε σφαιρικό ομοίωμα νερού διαμέτρου 16 cm για τις περιπτώσεις (α) ενός ενεργού τομέα, και (β) και των 8 τομέων ενεργών. Μετά από σύγκριση με τα δεδομένα από ολοκληρωμένη προσομοίωση αλλά και υπολογισμούς με τον αλγόριθμο TMR10, τα αποτελέσματα έδειξαν ότι πρακτικά δεν υπάρχει διαφορά μεταξύ ολοκληρωμένης προσομοίωσης και προσομοίωσης με χρήση αρχείου φασικού χώρου, ενώ υπήρξε σημαντικότατη βελτίωση στην απόδοση, με λόγους αποδόσεων έως και 2560 για ένα τομέα πηγών του Gamma Knife.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Επιστήμες Υγείας
Λέξεις-κλειδιά:
Monte Carlo, EGSnrc, Gamma Knife, Αρχείο φασικού χώρου, Στερεοτακτική ακτινοχειρουργική
Ευρετήριο:
Όχι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
0
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
44
Αριθμός σελίδων:
67

Logothetis Andreas Master.pdf
11 MB
Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο. H πρόσβαση επιτρέπεται μόνο εντός του δικτύου του ΕΚΠΑ.