About DoKS      NL  |  EN Search:
  Starts with (bv. psycholog*)    Exact wordgroup (bv. "Visual Basic")
 
Home
Administration
Authors
Departments
Help
Years
 


1.063 theses on-line.
Most popular theses:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
   
 More... 



Open Archives Initiative
Home

Validation of a Monte Carlo dose calculation algorithm in heterogeneous media using Alanine

2011
WILLEKENS, Sanne
Master in de industriële wetenschappen Nucleaire Technologie

Trefwoorden:

Abstract :
Validation of a Monte Carlo dose calculation algorithm in heterogeneous media using Alanine

Background and purpose: Despite a lot of efforts to improve the treatment results, the prospects for patients with an inoperable lung cancer remain very poor. Many solutions are being investigated to control both dose delivery and tumour motion in the thoracic region. Not only is the motion of the tumour a problem, the inhomogeneity when irradiating lung tumours make the treatment very complex as well. The density of the lung (ρ∼0.350 g/cm³) differs a lot from the density of soft tissue (ρ∼1.000 g/cm³), which equals the density of water. Therefore corrections for the measured and calculated methods are required.
Material and methods: The Vienna cork phantom was used to perform the measurements with the A1SL ionisation chamber (Standard imaging, Middleton, USA) and L-α-alanine (Harwell, Oxfordshire, UK). Alanine is a dosimeter that directly measures the absorbed dose to water, while the calculation of the ionisation chamber is more complicated. Therefore protocol TG- 21 and protocol TG- 51 are implemented to achieve the dose to water for the ionisation chamber measurements. Protocol TG- 51 is used to investigate the use of the different conversion factors implemented in protocol TG- 21, because TG- 51 could only be used for water phantoms and no conversion factors are required. Three different setups were completed to create different effects and situations. Both measurements are compared to the two calculation algorithms namely Monte Carlo (MC) and Pencil Beam (PB).
Results: The results of the measurements of the ionisation chamber (TG- 51) and alanine corresponded very well for all three different setups. There was only a minor deviation when the situation became more complex (gantry 90°, field size 10x10 cm²). The calculations of the ionisation measurements with protocol TG- 21 deviated from 3% up to 11% for some measurements and were therefore of no use. This is very peculiar because TG- 21 was designed to correct measurements in inhomogeneities conditions, while TG- 51 could only be used under the circumstance of a water phantom which is not the case. The largest deviations were found in the PB calculation algorithm compared to the MC algorithm. The PB algorithm generated very large errors in the vicinity of interfaces and low- density regions because it doesn't account for the scatter geometry. The results of the MC algorithm corresponded very well with the measurements (both IC and alanine), only for the last setup (gantry 90°, field size 10x10 cm²) there were some deviations.



Abstract Dutch
Validation of a Monte Carlo dose calculation algorithm in heterogeneous media using Alanine

Inleiding en doel: De prognose van niet opereerbare longkankers blijft erg zwak ondanks de vele inspanningen die geleverd worden om de resultaten te verbeteren. Tal van mogelijk oplossingen worden onderzocht om zowel de geleverde dosis als de beweging van de tumor in de borststreek te controleren. Longtumoren leveren niet alleen problemen inzake de beweging van de tumor, doordat de tumor zich in een heterogene omgeving bevindt wordt nog een extra complexiteit toegevoegd aan de behandeling. De densiteit van long (ρ∼0.350 g/cm³) verschilt erg van deze van zacht weefsel (ρ∼1.000 g/cm³), dat overeenkomt met de densiteit van water. Daardoor dienen de gebruikte technieken gecorrigeerd te worden.
Materiaal en methoden: Het Vienna kurk fantoom is gedurende de metingen gebruikt om metingen uit te voeren met de A1SL ionisatiekamer (Standard imaging, Middleton, USA) en L-α-alanine (Harwell, Oxfordshire, UK). Alanine is een dosimeter die onmiddellijk de geabsorbeerde dosis in water meet, terwijl het iets ingewikkelder is voor de ionisatiekamer. Daarom zijn protocollen TG- 21 en TG- 51 toegepast om de geabsorbeerde dosis in water te berekenen voor de ionisatiekamer metingen. TG- 51 is ook toegepast om het nut van de verschillende conversiefactoren in TG- 21 na te gaan, daar TG- 51 eigenlijk alleen maar mag gebruikt worden voor water fantomen en dus geen conversiefactoren aanwezig zijn. Drie verschillende setups zijn uitgevoerd om verschillende effecten en situaties te creëren. Beide meetmethoden zijn vergeleken met de Monte Carlo en Pencil Beam algoritmes.
Resultaten: De resultaten van de metingen met de ionisatiekamer (TG- 51) en alanine kwamen zeer goed overeen voor de drie verschillende setups. Er was enkel een kleine afwijking in de meest complexe situatie (gantry 90°, veldgrootte 10x10 cm²). De berekeningen van de ionisatiekamer met protocol TG- 21 vertoonde afwijkingen gaande van 3% tot 11% voor sommige opstellingen en daardoor waren deze metingen dan ook van geen enkel nut. Dit is wel eigenaardig doordat TG- 21 ontworpen is om berekeningen uit te voeren in heterogene omstandigheden terwijl TG- 51 in principe niet eens mocht gebruikt worden doordat dit alleen maar toegepast wordt wanneer er metingen worden gedaan in een waterfantoom, wat hier dus niet het geval is. De grootste afwijking zijn teruggevonden in het PB algoritme vergeleken met het MC algoritme. Het PB algoritme genereert erg grote afwijkingen in de nabijheid van mediumovergangen gebieden met een lagere densiteit, het algoritme houdt ook geen rekening met de strooiing ten gevolge van de geometrie. De resultaten van het MC algoritme komen goed overeen met de gemeten waarden (zowel IC als alanine), enkel voor de laatste setup (gantry 90°, veldgrootte 10x10 cm²) was er een afwijking.

Full text:
File Size Type Checksum
200700681_11.pdf 2 MB Adobe PDF MD5

Dit eindwerk werd 1228 keer bekeken en 5 keer gedownload.
Translate to English (Google translate)
 

Details

show ETD - Dublin Core

If you want to cite this thesis in your own thesis, paper, or report, use this format (APA):

WILLEKENS, S. (2011). Validation of a Monte Carlo dose calculation algorithm in heterogeneous media using Alanine . Unpublished thesis, Xios, TIW.
Retrieved from http://doksxios.pxl.be/doks/do/record/Get?dispatch=view&recordId=Sxhl8ae680b43c223986013c24e468b50010.




©2004-2005 - XIOS Hogeschool Limburg - webmaster - Contact