GafChromic EBT3 filmin ominaisuudet & MC

Transkriptio

1 GafChromic EBT3 filmin ominaisuudet & MC Sädehoitofyysikoiden 32. neuvottelupäivät Helsinki Jarkko Ojala, TkT Sairaalafyysikko & laatupäällikkö Tampereen yliopistollinen i lli sairaala / Sädehoito jarkko.ojala@pshp.fi

2 GafChromic EBT3 & MC Tavoitteet MC-pohjaiset kiihdytin- ja säteilykeilamallit GafChromic EBT3 filmi EBT3-filmin i energiariippuvuus ii EBT3-filmi PDD-käyrän mittaamisessa Yhteenveto

3 Monte Carlo -menetelmät Säteilyn eteneminen nk. Boltzmannin siirtoyhtälö MC-menetelmä on tilasto- ja todennäköisyyslaskentaan perustuva laskenta- menetelmä Hiukkashistoria, sto a, joita mallinnetaan suuri määrä Tilastollinen epävarmuus vs. laskenta-aika National Research Council Canada

4 Sädehoitolaitteen ja säteilykeilan mallintaminen Rogers, D.W.O., Walters, B., Kawrakow, I. BEAMnrc User s Manual. NRCC Report PIRS-0509(A)revK p

5 Sädehoitolaitteen ja säteilykeilan mallintaminen

6 Sädehoitolaitteen ja säteilykeilan mallintaminen M.Sc. Thesis - Jutemark - Monte Carlo based Varian Medical Systems

7 Annoslaskenta virtuaali- ja TT-fantomeissa Varsinaiseen annoslaskentaan on kaksi eri laskentahila- tyyppiä: Virtuaalinen TT-pohjainen PTW Freiburg GmbH Babcock, K., et al. Medical Physics 35(2008)

8 Sädehoitolaitteen ja säteilykeilan mallintaminen Detektorit MC-mallin käyttöönotossa PTW Semiflex IC PTW PinPoint IC PTW Roos IC IBA Scanditronix SFD & EFD IBA MatriXX Evolution IBA Scanditronix RK IC IBA Scanditronix NACP02 IC PTW Riga diamond detector GafChromic EBT / EBT2 / EBT3 PTW ,3 microlion LIC Yhteistyö STUK:n kanssa (ylitarkastaja, M.Sc. Petri Sipilä)

9 Sädehoitolaitteen ja säteilykeilan mallintaminen BEAMnrc-koodipaketti V vuodelta 2013 Referenssihoitolaitteena: Varian Clinac Tays Saavutettu tarkkuustaso: PDD: Syvyyksillä > d max erot pienempiä kuin 1.0%, yleensä alle 0.5% PDD build-up-alue: Erot alle 0.7% (9/16 MeV), Erot alle 2.0%* 6 MeV-keilalla *IBA EFD aliarvioi matalilla energioilla, EPOM-korjattu PTW ROOS < 0.5% Erot alle 1.0% 6 MV-keilalla (paitsi ensim. mm) Profiileissa (lukuunottamatta penumbraalueita) erot alle 0.5%

10 Sädehoitolaitteen ja säteilykeilan mallintaminen SSD 100 cm, 7 x 7 cm 2 (p), 17 x 17 cm 2 (e - )

11 GafChromic EBT3 & MC EBT3-filmin energiariippuvuus EBT3-filmi PDD-käyrän ä mittaamisessa Annoslaskenta vesialtaassa EBT3-filmin Annoslaskenta vesialtaassa EBT3- kanssa ja ilman identtisin laskentahiloin filmin kanssa ja ilman identtisin Aktiivisen kerroksen dmax laskentahiloin (~0.03 x 10 x 0.1) elektronikeiloilla 5 cm fotonikeiialla Aktiivinen Keräystilavuuden pinta-ala 10 x 10 cm

12 GafChromic EBT3 & MC EBT3-filmin eri kerrosten materiaaleille ominainen data luotiin MC-koodin materiaalikirjastoon (PEGS4) Vetenä H2O521ICRU MC-mallinnuksissa käytettiin parametreja, joilla pyrittiin mahdollisimman tarkkaan simulointiin pienillä laskentadimensioilla (esim. pienet cutoff-arvot & min. mfp 0,1 μm) Hiukkashistorioiden lukumäärä pidettiin suurena, jotta tilastollinen epävarmuus

13 GafChromic EBT3 & MC Sutherland & Rogers, MP 37(3) 2010: Overall energy dependence a.k.a a energy response Intrinsic energy dependence Absorbed dose energy dependence

14 GafChromic EBT3 & MC 6 MeV

15 GafChromic EBT3 & MC 9 MeV

16 GafChromic EBT3 & MC 16 MeV

17 Yhteenveto Laskennallisten menetelmien käyttö sädehoitoon liittyvässä menetelmäkehityksessä on välttämätöntä Filmidosimetriaan liittyvälle MC-mallinnukselle on useita sovelluskohteita Aiemmissa tutkimustöissä eri filmityyppien eri osien materiaalikoostumuksissa vaihtelua Filmin materiaalikoostumus vaihdellut myös todellisuudessa, vaikka usein oletetaan pysyneen samana Future MC work:? (muut perusominaisuudet, kliiniset sovellutukset)

18 KIITOS! Kysymyksiä?

19 Lisäkalvo: MC-laskennat Taysissa Laskentaympäristö Tampere Center for Scientific Computing (TCSC) Yhteensä n laskentaydintä tä (corea/cpu:ta) Linux: Red Hat 6 distribution Yhteensä käytetty n CPU-tuntia Yksi laskenta vie n CPU-tuntia Kerrallaan käytössä laskentaydintä Tieteen tietotekniikan keskus (CSC) Taito-cluster: 9216 laskentaydintä (max. 896 kerralla) Tays Cluster = Carina HP: DL360p-edustapalvelin & 4 x SL210t-laskentapalvelinta 4 x 1.2TB tallennustilaa, 2.4TB kahdennettuna Laskentapalvelimet: 8 x Intel E5-2680v2 = 80 laskentaydintä 40 x 8GB RAM = 4GB / laskentaydin