Naslov
Izrada Monte Carlo modela za vrednovanje i korekciju algoritma za izračun i optimizaciju raspodjele apsorbirane doze
(Design of Monte Carlo model for evaluation and correction of the algorithm for calculation and optimization of absorbed dose distribution)

Autori
Švabić Kolacio, Manda

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fizički odsjek prirodoslovno matematičkog fakulteta u Zagrebu

Mjesto
Zagreb

Datum
01.10

Godina
2021

Stranica
108

Mentor
Jurković, Slaven ; Brkić, Hrvoje

Ključne riječi
računalni algoritam ; doza u sredstvu okružena sredstvom ; doza u vodi okružena sredstvom ; Monte Carlo simulacija ; doza u vodi okružena vodom
(Monte Carlo based TPS ; Dose to medium in medium ; Dose to water in medium ; Monte Carlo simulations ; Dose to water in water)

Sažetak
Dw, m). Vrednovanje je provedeno za oba načina izračuna. Da bi se pouzdano utvrdila točnost MCNP izračuna apsorbirane doze bilo je potrebno dozimetrijski vrednovati rezultate MCNP modela 6 MV X-zraka u vodenom fantomu. MCNP simulacije provedene su u 13 postava homogenih fantoma različitih gustoća u rasponu od 0, 2 g/cm3 do 2, 17 g/cm3. Dodatno, vrednovanje je provedeno u složenim geometrijama kojima se nastojalo simulirati stvarne situacije. U heterogenoj geometriji istraživanje je bilo ograničeno na tri materijala gustoća usporedivih s gustoćama pojedinih vrsta tkiva. Osmišljena i simulirana su 4 različita scenarija za ispitivanje utjecaja heterogenosti na točnost izračuna apsorbirane doze u MCTPS, za oba načina izračuna, Dm, m i Dw, m. Korišten je fantom istih dimenzija kao kod izračuna u homogenoj geometriji, s razlikom što su na različitim dubinama dodavani umeci različitih gustoća. Odstupanja su izračunata pomoću korijena srednje vrijednosti kvadrata odstupanja (engl. root mean square deviation, RMS) za krivulje ovisnosti doze o dubini (DD). DD krivulje su izračunate pomoću MCNP programskog paketa te uspoređene s MCTPS izračunima. Također, za svih trinaest materijala ispitivana je točnost uračunavanja doprinosa različitih vrsta međudjelovanja u MCTPS izračunu apsorbirane doze. Prema rezultatima istraživanja, MCTPS način izračuna apsorbirane doze u sredstvu pokazuje RMS odstupanja u odnosu na MCNP izračun manji od 3% za sve materijale, osim za materijal najmanje gustoće (RMS=4, 8%). Analiza rezultata između izračuna doza u vodi, nastao pretvorbom iz izračuna doze u sredstvu, i MCNP simulacije izračuna doze u vodi, pokazuje znatna odstupanja za većinu korištenih materijala, do najviše vrijednosti RMS = 13, 1% za materijal najveće gustoće. Utvrđeno je da se izračun doze u vodi (Dw, m) koji je nastao pretvorbom iz izračuna doze u sredstvu bitno razlikuje od izračuna doze u vodi (Dw, w) i da ih treba razlikovati. Također, utvrđeno je da za različite materijale apsorbirana doza izračunata kao doza u sredstvu pokazuje bolje slaganje s algoritmima koji izračunavaju apsorbiranu dozu primjenom koncepta Dw, w, pri čemu najveće RMS odstupanje iznosi 3, 7% za materijal najveće gustoće. U području gustoća manjih od vode potrebna su poboljšanja izračuna doza u sredstvu (Dm, m) te je predložena korekcija HU-RED krivulje i na taj način je RMS odstupanje smanjeno s 4, 8% na 2, 8%. Nadalje, s porastom atomskog broja materijala (počevši od materijala gustoće 1, 66 g/cm3) utvrđeno je odstupanje u uračunavanju doprinosa fotoelektričnog učinka kao i doprinosa tvorbe para elektron-pozitron. Odstupanja u uračunavanju doprinosa fotoelektričnog učinka u izračunu apsorbirane doze od 1, 3% do 1, 7% utvrđena su za materijale gustoće od 1, 66 g/cm3 do 2, 17 g/cm3 na dubini od 5 cm. Ispitivanje točnosti uračunavanja doprinosa tvorbe para elektronpozitron na dubini od 10 cm pokazuje trend povećanja odstupanja do maksimalnog odstupanja od 2, 3% za materijal gustoće 2, 0 g/cm3. Prikazani rezultati upućuju da MCTPS izračun apsorbirane doze kao doza u sredstvu (Dm, m) predstavlja točniji način izračuna apsorbirane doze.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Fizika

POVEZANOST RADA