دانلود ترجمه مقاله اعتبار سنجی تجربی یک مدل نازل پروتون درمانی مونت کارلو

1. مقدمه 2. مواد و روش ها 3. نتایج و بحث و بررسی 4. نتیجه گیری

چکیده – هدف این مطالعه، اعتبار سنجی دقت یک مدل محاسبات مونته کارلو یک نازل تحویل اسکن پرتو مغناطیسی پروتون توسعه یافته با استفاده از جعبه ابزار Geant4 می باشد.مدل مونته کارلو برای تولید دوز عمق و پروفایل های جانبی، که برای داده های اندازه گیری شده در نازل درمان اسکن بالینی در چندین انرژی مقایسه شده اند، مورد استفاده قرار گرفته است.همچنین مقایسات بین پروفایل های خارج از محور اندازه گیری و شبیه سازی شده انجام شدند تا دقت هدایت مغناطیسی مدل، تست شود.مقایسه مقادیر انحراف دوز دیستال 80% برای پروفایل های دوز عمق اندازه گیری و شبیه سازی شده در محدوده 1 میلیمتر برای انرژی های پرتو ارزیابی شده، همخوانی داشتند.همخوانی عرض کامل در مقادیر نیمه حداکثر برای پروفایل های فلوئنس (شاریدگی) جانبی اندازه گیری شده و شبیه سازی شده برای همه انرژی ها در محدوده 1.3 میلی متر بودند.موقعیت نقاط اندازه گیری شده و شبیه سازی شده برای پرتوهای هدایت شده به صورت مغناطیسی در محدوده 0.7 میلی متر همدیگر، همخوانی داشتند.بر اساس این نتایج، دریافتیم که مدل Geant4 مونت کارلو نازل اسکن پرتو توانایی پیش بینی دقیق پروفیل های دوز عمق، پروفیل های جانبی عمود بر محور پرتو و هدایت مغناطیسی یک پرتو پروتون در طول پروتون تراپی اسکن پرتو را دارد. مقدمه: افزایش توجه به پروتون درمانی باعث افزایش مراکز پروتون درمانی در سراسر جهان و همچنین تقاضای بالینی بیش از پیش شده است.این تقاضا، مقدار زمان پرتوی پروتون استفاده شده برای اهداف پژوهشی را محدود کرده است و در نتیجه باعث افزایش استفاده از مدل سازی مبتنی بر مونت کارلو برای اندازه گیری پرتو در پژوهش پروتون شده است.شبیه سازی مونت کارلو در زمینه هایی مانند محاسبات محافظ برای مراکز پروتونی درمانی (Fan0659 et al 2007، Newhauser et al 2002)، محاسبات دوزهای نوترون ثانویه (Polf and Newhauser 2005، Schneider et al 2002، Zheng et al 2007، Yan et al 2002)، طراحی و توسعه تکنیک تحویل پراکندگی پسیو و تأیید دوزهای پروتون درمانی (Parodi et al 2007) و راه اندازی سیستم های برنامه ریزی درمان بالینی (Newhauser et al 2007)، بکار گرفته شده اند.همچنین، تعداد زیادی کار پژوهشی انجام شده است که مشخصاً شامل اعتبار سنجی پروفایل های دوزل مونت کارلو محاسبه شده برای نازل های پروتون درمانیی پراکنده پسیو براساس داده های اندازه گیری (Paganetti et al 2004, Polf et al 2007) و برای کالیبراسیون و محاسبات واحد ناظر مختص بیمار خاص (Herault et al 2007) بوده اند.

The purpose of this study is to validate the accuracy of a MonteCarlo calculation model of a proton magnetic beam scanning delivery nozzle developed using the Geant4 toolkit. The Monte Carlo model was used to produce depth dose and lateral profiles, which were compared to data measured in the clinical scanning treatment nozzle at several energies. Comparisons were also made between measured and simulated off-axis profiles to test the accuracy of the model’s magnetic steering. Comparison of the 80% distal dose fall-off values for the measured and simulated depth dose profiles agreed to within 1 mm for the beam energies evaluated. Agreement of the full width at half maximum values for the measured and simulated lateral fluence profiles was within 1.3 mm for all energies. The position of measured and simulated spot positions for the magnetically steered beams agreed to within 0.7 mm of each other. Based on these results, we found that the Geant4 Monte Carlo model of the beam scanning nozzle has the ability to accurately predict depth dose profiles, lateral profiles perpendicular to the beam axis and magnetic steering of a proton beam during beam scanning proton therapy. Introduction: The increased interest in proton therapy has lead to an increase in proton therapy centers worldwide and to ever increasing clinical demand. This demand has restricted the amount of proton beam time used for research purposes, and as a result has led to the increased use of Monte Carlo based modeling as a substitute for beam measurements in proton research. Monte Carlo simulations have been used in areas such as, shielding calculations for proton therapy centers (Fan et al 2007, Newhauser et al 2002), calculations of secondary neutron doses (Polf and Newhauser 2005, Schneider et al 2002, Zheng et al 2007, Yan et al 2002), design and development of the passive scattering delivery technique and verification of proton treatment doses (Parodi et al 2007) and commissioning of clinical treatment planning systems (Newhauser et al 2007). Also, there has been a large amount of work specifically involving the validation of Monte Carlo calculated dose profiles for passive scattering proton treatment nozzles against measured data (Paganetti et al 2004, Polf et al 2007) and for patient-specific calibration and monitor unit calculations (Herault et al 2007).

بخشی از ترجمه مقاله (صفحه 16 فایل ورد ترجمه)