دانلود ترجمه مقاله محاسبه دوز جذب شده در رادیوتراپی با معادلات بولتزمان

1. مقدمه 2. انتقال فوتون 3. انتقال الکترون 4. محاسبه دوز جذب شده 5. تقریب های استاندارد 6. فضای فاز و گسسته سازی 7. روش های حل مسئله 8. کاربردها در تابش درمانی 9. درمان در یک میدان مغناطیسی 10. نتیجه گیری کلی

چکیده - در دهه گذشته، محاسبات دوز که معادلات انتقال بولتزمن خطی را حل می کنند، در رشته بالینی وارد شده اند و اکنون مورد استفاده گسترده ای قرار می گیرند. اما، دانش موجود در جامعه رادیوتراپی در مورد جزئیات کارکردی آنها، محدود است. این مطالعه مروری، توضیحات کلی در مورد معادلات انتقال بولتزمن خطی بکار گرفته شده برای محاسبه دوز جذب شده در رادیودرمانی بالینی را به ما ارائه می دهد. هدف ما، درک اصول روش است نه توصیف یک پیاده سازی و اجرای خاص. پژوهش های انجام شده در مورد عملکرد الگوریتم های معمول، که در بسیاری موارد به شبیه سازی های مونته کارلو ارجاع داده شده، سپس مرور می شوند. این مرور ادبی با توضیحات کلی در مورد کاربردهای نوظهور در زمینه مهم رادیودرمانی هدایت شده با MR، تکمیل می شود. مقدمه: معادلات انتقال بولتزمان خطی (LBTE) در مطالعه انتقال ذره به مدت چندین دهه مورد مطالعه گسترده قرار گرفته اند (لیوئیس و میلر، 1984؛ وارینگ و همکاران، 2001). در 15 سال اخیر، مقداری توجه به کاربرد آنها برای محاسبه دوز در رادیو درمانی (لارسن و همکاران، 1997، بومن و همکاران، 2005؛ گیفورد و همکاران، 2006؛ هنسل و همکاران، 2006؛ واسیلیف و همکاران، 2008، 2010؛ دوکلوس و همکاران، 2010)، که همه در معرفی یک محصول بالینی به جامعه برنامه ریزی درمان وارد شده اند، بوجود آمده است (فایلا و همکاران، 2015). اما، درک روش کار و ارزش الگوریتم ها کاملاً در جامعه فیزیک پزشکی وارد و منتشر نشده است، بگونه ای که دانش در مورد اصول دخیل در محاسبات دوز، محدود است. هدف این مرور ادبی بنابراین بیان خلاصه پیشرفت روشهای قطعیتی در رادیو درمانی، با هدف خاص فراهم شدن درک از این روش ها می باشد. هدف این نیست که یک توصیف تفصیلی از هر یک الگوریتم داده شود، بلکه تاکید بر مفاهیم عمومی در روشهای توصیف شده در ادبیات است.

Over the last decade, dose calculations which solve the linear Boltzmann transport equations have been introduced into clinical practice and are now in widespread use. However, knowledge in the radiotherapy community concerning the details of their function is limited. This review gives a general description of the linear Boltzmann transport equations as applied to calculation of absorbed dose in clinical radiotherapy. The aim is to elucidate the principles of the method, rather than to describe a particular implementation. The literature on the performance of typical algorithms is then reviewed, in many cases with reference to Monte Carlo simulations. The review is completed with an overview of the emerging applications in the important area of MR-guided radiotherapy. Introduction: The linear Boltzmann transport equations (LBTE) have been used widely in the study of particle transport for several decades (Lewis and Miller 1984, Wareing et al 2001). In the last 15 years, there has been some interest in their application to dose calculation in radiation therapy (Larsen et al 1997, Boman et al 2005, Gifford et al 2006, Hensel et al 2006, Vassiliev et al 2008, 2010, Duclous et al 2010), culminating in the introduction of a clinical product into the treatment planning community (Failla et al 2015). However, an understanding of the algorithms has not fully propagated into the medical physics community, so that knowledge of the principles involved in the dose calculations is limited. The aim of this review is therefore to summarise the progress of the deterministic methods in radiotherapy, with the particular aim of opening up the understanding of these methods. It is not intended to give a detailed description of any one algorithm, but to focus on the general concepts in the methods described in the literature.