افزایش دقت دز در پرتودرمانی: اعتبارسنجی شبیه‌سازی‌های مونت‌کارلو با استفاده از gate و primo

زمینه و هدف: بهینه‌ سازی دز اشعه در درمان‌های پرتودرمانی اهمیت زیادی دارد. شبیه‌سازی شتاب‌دهنده‌های خطی پزشکی با روش‌های مونت‌کارلو به منظور افزایش دقت و اطمینان در طرح‌های درمانی، کاهش خطرات تابش، بهبود کیفیت و اثربخشی درمان ، و صرفه‌جویی در زمان و منابع، ابزار اصلی به شمار می‌رود.روش ها: در این تحقیق، اجزای سر درمانی شتاب‌دهنده خطی واریان 2100  clinacبا استفاده از کد/ gate  4 geant  نسخه‌ی 8.2 و نرم‌افزار شبیه سازی primo نسخه‌ی 1814.(32-64).3.0 مدل‌سازی شدند. مدل توسعه‌یافته برای اعتبارسنجی پرتو فوتون mev 6 با تکنیک فضای فاز در کدهای primo و gate و روش مرسوم محاسبات دز در gate استفاده شد. نتایج محاسبات با اندازه‌گیری‌های انجام‌شده در یک فانتوم آب با ابعاد 30×50×50 cm3 در فاصله چشمه تا سطحcm  100 مقایسه شدند. درصد دز عمقی و پروفایل‌های عرضی در عمق cm 10 و عمق بیشینه دز برای اندازه‌ی‌ میدان‌هایcm2  5×5 ، cm215×15و cm230×30 محاسبه شدند.نتایج: دزیمتری با استفاده از اندازه‌ی وکسل cm32×2×2 برای درصد دز عمقی وmm3 2×5×5 برای پروفایل عرضی انجام شد. پارامترهای بهینه مربوط به انرژی متوسط پرتو الکترونیmev 6.2 ، انحراف استانداردmev  0.17 و اندازه چشمه الکترونیmm  2 بودند ، که توافق خوبی بین نتایج شبیه‌سازی‌ و اندازه‌گیری‌ مشاهده شد.نتیجه گیری: نتایج نشان دادند که انحراف میانگین نقطه به نقطه کمتر از % 5.2 است و % 56.95 از نقاط ارزیابی‌شده، معیار شاخص گامایmm  % 3.3 را برآورده می‌کنند. این مطالعه قابلیت کدهای primo و gate را در پرتودرمانی تائید می‌کند.

improving dose accuracy in radiation therapy: validating monte carlo simulations with gate and primo

background & aim: optimizing radiation dose in radiotherapy treatments is of great importance. monte carlo simulation of medical linear accelerators is a key tool for enhancing precision and reliability in treatment planning, reducing radiation risks, improving treatment quality and effectiveness, and saving time and resources.methods: in this study, the treatment head components of a varian clinac 2100 linear accelerator were modeled using the gate/ geant 4 code (version 8.2) and the primo simulation software (version 0.3.64.1841). the developed model was validated for a 6 mev photon beam using the phase-space technique in both primo and gate codes, as well as the conventional dose calculation method in gate. the calculated results were compared with measurements conducted in a water phantom with dimensions of 50 × 50 × 30 cm³ at a source-to-surface distance (ssd) of 100 cm. percentage depth dose (pdd) and transverse profiles were calculated at a depth of 10 cm and at the depth of maximum dose for field sizes of  5 × 5 cm², 15 × 15 cm², and 30 × 30 cm².results: dosimetry was performed using voxel sizes of 2 × 2 × 2 cm³ for percentage depth dose and 5 × 5 × 2 mm³ for transverse profiles. the optimal parameters, including an average electron beam energy of 6.2 mev, a standard deviation of 0.17 mev, and an electron source size of 2 mm, were determined, showing good agreement between simulation and measurement results.conclusion: the results indicated that the mean point-to-point deviation was less than 2.5%, and 95.56% of the evaluated points met the gamma index criterion of 3/3% mm. this study confirms the capability of the primo and gate codes in radiotherapy applications.