Monte Carlo Simulation of a 18 MV Medical Linac Photon Beam Using GATE/GEANT4

Fiak, M.; Fathi, A.; Inchaouh, J.; Khouaja, A.; Benider, A.; Krim, M.; Harakat, N.; Housni, Z.; Bouhssa, M. L.; Mouadil, M.; Elabssaoui, Y.; Jdair, O.

doi:10.3103/s0027134921010069

Cited by 3 publications

(3 citation statements)

References 18 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Considered for all fields, M. Fiak et al argued that more than 96% of the calculated data points passed the Gamma Index test criterion. Additionally, the difference between the measured and calculated TPR20/10 was obtained to be <1% (38).…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 88%

Developing a New Monte Carlo Algorithm as an Alternative Tool to Simulate Virtual Source Model on an Elekta Versa Hd Linac

Can

Şahi̇ner

Karaçetin³

et al. 2022

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

The aim of this study is to develop in-house Monte Carlo (MC) algorithm as an alternative tool to simulate all mechanisms of interactions for dose calculation in radiation therapy. Additionally, evaluating the MC-SCAN algorithm with beam modeling of Elekta VersaHD Linac was aimed. Mohan 6 MV photon spectrum was used and the source was modeled as a point source. The absorbed dose is calculated via modeling all interaction mechanisms to gain energy deposition. TPR20/10, PDD, photon profile of different field sizes as well as point dose was calculated after that, a comparison of all the achieved results with experimental measurements went through. The difference between calculated mean energy and theoretical one was obtained < 1%. The calculated TPR20/10 value was (0.685 ± 0.03). The difference between experimental PDD and photon profile, and the calculated ones by new model was < 3% for all field sizes. A new MC algorithm can be used as an alternative tool to simulate virtual source model on an Elekta VersaHD Linac. All calculated values turned out to present the difference between experimental measurements to be < 3% for homogeneous mediums. Nonetheless, further research was needed to be done for the better improvement.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 88%

Developing a New Monte Carlo Algorithm as an Alternative Tool to Simulate Virtual Source Model on an Elekta Versa Hd Linac

Can

Şahi̇ner

Karaçetin³

et al. 2022

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…This method can produce highly accurate and reliable results but requires a long simulation time. Some MC codes used in radiotherapy such as EGSnrc/BEAMnrc-DOSXYZnrc [1,2], MCNP [3], Geant4 [4,5], Fluka [6], and PENELOPE [7,8] have been conducted to characterize linac output spectra and dose distributions inhomogeneity and inhomogeneity phantom. The simulation outputs acquired by several investigators using the same code differ from each other due to the distinction in the system platforms and cross-section data provided by MC packages.…”

Section: Introduction mentioning

confidence: 99%

Investigation of Electron Contamination on Flattened and Unflattened Varian Clinac iX 6X and 15X Photon Beam Based on Monte Carlo Simulation

et al. 2022

View full text Add to dashboard Cite

The aim of this study was to characterize electron contamination of a flattened (FF) and an unflattened (FFF) Varian Clinac iX 6X and 15X photon beams using Monte Carlo (MC) simulation. EGSnrc MC technique was used to model the flattened and unflattened head and simulate dose distribution of 6X and 15X of FF and FFF photon beam in water phantom. The materials and geometrical data of FF linac were provided by Tan Tock Seng Hospital (TTSH) Singapore. The FFF linac was modeled by removing the flattening filter component in the FF linac. Phase space files were scored after flattening filter and in the phantom surface. The phsp files were analyzed to characterize the particles produced by the linac head using BEAMDP. The contaminants contribute around 1 % and 2 % in the phsp1 for flattened and unflattened beams, respectively. The photons are scattered in smallangle in the range of 0 -4 o . The contaminant electron contributes up to one hundredth compared to the photons. The increase of field area affects the increase in contaminants and penumbra width due to the increasing number of particle scattered out of the field area. The unflattened beam affects the increase in the number of electron contamination and surface dose. The penumbra width of the flattened beams was smaller than the unflattened beams for the same field size and energy.

show abstract

“…La simulació del pas de feixos de partícules a través del capçal dels acceleradors, ha sigut objecte d'estudi els darrers anys, per tal de garantir la qualitat i seguretat en les simulacions de MC emprades per a planificació de tractaments de radioteràpia. Nombroses publicacions han demostrat la precisió d'aquesta tècnica a l'hora de calcular distribucions de dosi [115,116,117,118,119,120,121].…”

Section: I42 Maniquins En Simulació MCunclassified

Eines computacionals avançades per a planificació radioterapèutica mitjançat simulacions Monte Carlo

Oliver Gil

View full text Add to dashboard Cite

La tesi presentada a aquest document, s'emmarca dins de l'àmbit de la física mèdica. Dins d'aquesta branca de la física, es desenvolupen eines computacionals per oferir millores en la planificació de tractaments que involucren radiació ionitzant. En aquestes planificacions, es calculen factors dosimètrics com la dosi total absorbida tant, a la regió d'interès del tractaments, objectiu del mateix, com a la resta de teixits o òrgans de risc propers a la zona objectiu. Per poder efectuar aquests càlculs, existeixen diferents tècniques, sent les simulacions basades en Monte Carlo les considerades com l'eina més precisa. Aquest tipus de simulacions, permeten modelitzar els dispositius mèdics que emeten el feix de tractament als pacients, de forma detallada. A més, les simulacions Monte Carlo, permeten descriure les fonts de radiació minuciosament i considerar el transport de les partícules involucrades en el problema a través de la geometria considerada.En els treballs que conformen aquesta tesi, s'han emprat diferents codis Monte Carlo, i són MCNP6, penEasy i penRed, depenent del problema a dur a terme. Per exemple, MCNP6 s'ha emprat a diferents treballs per la capacitat, i facilitat, de modelar geometries complexes emprant mallats volumètriques, penEasy com a codi per validar algunes de les eines dissenyades i penRed, per les característiques especialitzades en física mèdica, com la lectura i processament automàtic de DICOM i les fonts de braquiteràpia, el que faciliten molt les simulacions en l'entorn mèdic. De fet, penRed ja es va dissenyar amb aquest objectiu en la seua primera versió, treball en el qual l'autora ja participava en el seu desenvolupament. Degut a estos fets, i a que penRed, és de codi obert i no requereix llicència, com al cas del MCNP, s'ha decidit estendre les capacitats que manquen en este, per poder equiparar el seu ús a la resta de codis en els problemes abordats durant la realització de la tesi doctoral.Tots aquests treballs contribueixen al desenvolupament d'eines que, mitjançant la simulació Monte Carlo, permeten optimitzar els càlculs en radioteràpia. Més encara, les eines desenvolupades, tenen una aplicabilitat més general i poden emprar-se en altres camps o problemes, com, per exemple, diagnòstic basat en imatge mèdica.El primer dels treballs, cobreix la necessita del codi MCNP6 de ser capaç de llegir i escriure fitxers d'espai de fase en format estàndard de la Agència Internacional d'Energia Atòmica , International Atomic Energy Agency (IAEA). Molts dels codis de simulació Monte Carlo, tenen implementada aquesta eina. Aquest fet permet llegir informació de feixos a l'eixida de diferents dispositius mèdics, ja siga proporcionats per grups d'investigació o per fabricants, i realitzar simulacions dirigint el feix a diferents elements, maniquins o pacients. D'aquesta manera s'estalvia temps en la realització repetida de simulacions, la qual cosa pot contribuir a l'optimització de les planificacions si aquests feixos s'empren per a aquest propòsit. Per suplir la manca de MCNP6 d'aquesta cap...

show abstract

Monte Carlo Simulation of a 18 MV Medical Linac Photon Beam Using GATE/GEANT4

Cited by 3 publications

References 18 publications

Developing a New Monte Carlo Algorithm as an Alternative Tool to Simulate Virtual Source Model on an Elekta Versa Hd Linac

Developing a New Monte Carlo Algorithm as an Alternative Tool to Simulate Virtual Source Model on an Elekta Versa Hd Linac

Investigation of Electron Contamination on Flattened and Unflattened Varian Clinac iX 6X and 15X Photon Beam Based on Monte Carlo Simulation

Eines computacionals avançades per a planificació radioterapèutica mitjançat simulacions Monte Carlo

Contact Info

Product

Resources

About