Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Воксельный фантом для дозиметрии и радиотерапии : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 03.00.01

Год: 2013

Номер работы: 4017

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

4.2.3 Результаты и обсуждение I О? 74 84 89 90 90 94 95 99 106 107 107 108 108 116 117 1г в г.Янанго (Перу) 121 121 123 124 1г в г.Гилан (Иран) 126 126 128 129 131 132 132 133 133 135

4.2 Аварийное облучение промышленным источником

4.

Введение

4.2.3 Результаты и обсуждения

4.3 Аварийное облучение промышленным источником

4.

4.3.2 Методы и материалы

4.3.3 Результаты и обсуждения

4.4 Краткие выводы к Главе IV

ГЛАВА V. СОЗДАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ОРИГИНАЛЬНЫХ ФАНТОМОВ

5.1

5.2 Материалы для сегментации и ПО

5.2.7 Visible Human Project

5.2.2 Fantomas

5.2.3 Phantom3D

5.2.4 Visual Dose

5.3 Воксельные фантомы ноги

5.3.1 Вексельные фантомы ног. Первый опыт создания

5.3.2 Дозиметрия при паллиативном лечении костных метастазов

5.4 Воксельные фантомы головы

5. Воксельные фантом головы с VHS

5.4.2 Воксельный фантом головы с КТ

5.5 Воксельные фантомы позвоночного столба

5.5.1 Воксельный фантом позвонка L-1

5.5.2 Воксельный фантом позвоночного столба (Ll-Th5)

5.5 Краткие выводы к Главе V

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРА СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ АЛРР ВФ КБГ КТ МАРС МКБ МКРЗ МРТ МСД ПЛТ ПО ГШ САПР ЩЗ BREP MIRD VHS 2D 3D автомобильная лаборатория радиационной разведки воксельный фантом конструктивная блочная геометрия компьютерная томография специализированный медицинский реактор (РФ, проект) модифицированная кривая Брэгга Международная комиссия радиационной защиты магниторезонансная томография метод «скользящего допуска» протонная лучевая терапия программное об

ВВЕДЕНИЕ Численное моделирование анатомии человека является одной из наиболее быстро развивающихся областей в приложениях ядерной медицины и медицинской физики. Основным инструментом моделирования при этом является метод Монте-Карло. Очевидно, что при решении задач радионуклиднои и лучевой диагностики и терапии требуется качественная дозиметрическая поддержка. Однако обеспечение этой поддержки обычно затруднено, по крайней мере, в трёх аспектах: (1) существует большое количество различных сц

Дозиметрия поглощённой ставит в своей целью нахождение распределения тела при энергии различных частях человеческого внутреннем или внешнем облучении. Чтобы уменьшить потенциальный ущерб от облучения людей вследствие профессиональной деятельности или повседневного облучения естественными и искусственными радионуклидами, устанавливаются допустимые уровни облучения как для конкретных органов и тканей, так и для всего организма в совокупности. Лучевая терапия ставит своей целью подвести к

Численный фантом человеческого тела является математической моделью, в которой заданы геометрические формы и химический состав органов и тканей тела. Материальный же носитель численного фантома представляет собой компьютерный файл или сборку файлов. Внутренний синтаксис этих файлов зависит от транспортного кода (обычно опирающегося на метод Монте-Карло), который будет использоваться исследователями настоящий для расчёта транспорта и генерации излучений. На существует множество компьютерных

Самыми первыми численными фантомами, появившимися в 1960-х годах, были сферы и цилиндры. Эти фантомы были наполнены всего одним материалом - водой [88,89]. Следующим шагом в развитии фантомов стало появление моделей, описывающих туловище взрослого мужчины. Типичный фантом представлял собой цилиндр диаметром 30 см и высотой 60 см. Он использовался для внешней и внутренней дозиметрии [90-95]. Иногда фантом разбивался на части, поглощённая доза в которых отождествлялась с дозой в органе или ткан

1.4 Вексельные фантомы

1.4.1 Метод создания вексельных фантомов Развитие отсутствие анатомически реалистичных фантомов сдерживало и достаточно мощных персональных компьютеров высококачественных технологий в томографии. Начиная с 1980-х годов, всё это становится доступным (за рубежом). С появлением компьютерных и магниторезонансных томографов исследователям стала доступна трёхмерная визуализация внутреннего строения тела и сохранение изображений в универсальных цифровых форматах. Как уже было сказано ранее, век

Вексельный фантомы создавались различными группами исследователей, в разных странах и для разных целей на протяжении 30-ти лет. За это время было создано более 70 воксельных фантомов [113]. Мировое сообщество не выработало единого критерия сравнения фантомов. Уместно говорить о каком-то отдельно взятом качестве фантома, например о размере вокселя, общем количестве сегментированных органов, близости размеров фантома к стандартным значениям, источнику изображения для сегментации (КТ, МРТ или

| гт"Н—гтН—""—i—H—Н— rt ~ L ~ -5----I тт—i—" •Е-'-н-!^т —п — ж :H::::|::::::::::::::::±:::*:H:i: T h • у" Г"| ; i i тН—h-r--- 'Hl'illlHIil'llllllllllllHllllllllHi-li ] . .j-}—[—|- ИИ H:Hi|::::::::::::::::|:::::|::S:: — j — t - -Ц- - -j—Шя ВЫ: [ 1 j 11 [ Щц %И Ш \\\\\Щ \\\\Щ m itnTTi и п ititi пил 111 л пищ Ш 11 Рис.

1.12 Фантом VIP-Man (фрагмент) Но, несмотря на высокую детализацию, фантом VIP-Man создавался по данным человека, антропометрия котор

1.4.3 Программное обеспечение для создания и визуализации воксельных фантомов С момента создания первого воксельного фантома прошло почти 30 лет. За это время научным сообществом было создано большое программное обеспечение для работы с вексельными фантомами [146]. Однако в свободное пользование попало далеко не всё. В большинстве случаев разработкой ПО занимались специалисты лаборатории, отдела или института и за пределы организации созданное ПО не вышло. На момент написания работы нашлось в

1.5 Краткие выводы к Главе I 1. Для моделирования человеческого тела исследователи развитых стран мира, начиная с 80х годов прошлого столетия, используют воксельные фантомы. Специалистами разных стран создано более 70 воксельных фантомов; в том числе несколько простых фантомов было создано и в России. 2. Воксельные фантомы создаются на основе изображений, отражающих внешнее и внутреннее строение человека (например, КТ, МРТ или цветные фотографии срезов тела). Таким образом, воксельные фантом

2.1

Применение реакторных пучков для нейтронной терапии расширяется и в количественном, и в качественном отношении. Всё новые страны включаются в изучение возможностей своих исследовательских реакторов в терапии, появляются новые проекты собственно медицинских реакторов. Развитие претерпевает такой вид терапии, как нейтронозахватная терапия [166], ориентированная, прежде всего, на лечение опухолей головного мозга. В этой связи очевидна актуальность проблемы надёжности расчётного обеспечения нейтр

Лучевая терапия появилась на рубеже XIX-XX вв. и ознаменовала новый подход к излечению, казалось бы, непобедимых болезней. Впервые это произошло в 1896 г., когда больную раком австрийскую девочку подвергли воздействию лучей, открытых К. Рентгеном менее года назад. Попытка оказалась удачной, что и подтвердило клиническое обследование пациентки, проведенное через 70 лет. Однако дальнейшая практика показала: использование рентгеновских лучей для лечения злокачественных опухолей имеет серьезные

2.3.1 Реактор «TAPIRO». Реактор TAPIRO (Италия, окрестности Рима) вышел на проектную мощность в 1971 г. [205,206]. В начале 90-х на реакторе установили тепловую колонну из блоков графита с небольшой камерой (полостью) в центре. Эту полость реактора почти десять лет использовали для предварительных экспериментов на малых лабораторных животных для решения задач нейтронозахватной терапии. Но для предклинических возможного клинического испытаний, а тем более для последующего применения спектр

Проект медицинского реактора «МАРС» (медицинский америциевый реактор солевой) претерпел значительную эволюцию от практически нереализуемой идеи через экзотические конструкции к нынешнему своему состоянию [207,208]. Реактор «МАРС» предназначен для лечения онкологических больных методами нейтрон-соударной терапии, сочетанной терапии и нейтронозахватной терапии в госпитально-стационарном режиме. Предполагаемая производительность комплекса - до 500 чел/год. Конструкция положениями: обеспече

Основным расчётным аппаратом являлись коды семейства MCNP, основанные на методе статистических испытаний, т.е. на методе МонтеКарло. Все программы, использующие в своих расчетах метод Монте-Карло, представляют собой очень сложный «механизм», работа которого основана на результатах многолетних трудов физиков, математиков и программистов. Каждая инструкция, относящаяся к этим программам, содержит по несколько сотен страниц с описанием физических концепций, принципа программирования и многое др

На проведение автомобильной гамма-съёмки местности требуются определённые затраты времени. Чем больше время измерений, тем больше доза облучения, полученная операторами мобильной лаборатории. Чтобы сберечь здоровье людей, следует минимизировать получаемые ими дозы. И это особенно актуально для случая гамма-съёмки в местности, на которой прошли выпадения радионуклидов. На случай радиационной аварии в арсенале РОСГИДРОМЕТА существуют средства для первичной оценки плотности выпадений можно, ради

В данной дипломной работе для расчета поглощенной дозы и дозовой нагрузки на критические органы в различных реализациях нейтронозахватной терапии были использованы модели реактора TAPIRO и проектируемой реакторной установки «МАРС» в двух вариантах. В результате исследований на реакторе «TAPIRO» колонны, сложилась качество концепция оптимальной конструкции эпитепловой излучений на выходе из которой удовлетворяет требованиям к пучку для нейтронозахватной терапии. На Рис.

2.6 представ

В расчётах использовались ядерные данные, входящие в комплект библиотек кодов MCNP и MCNPX. Для оценки функционалов потока (поглощённых доз протонов, нейтронов и фотонов) применялись оценки следующих типов, доступные для использования в кодах семейства MCNP: F4: «поток в ячейке»; F5: «поток в детекторе»; F6: «поглощённая доза». Кроме того, для повышения надёжности результатов при определении доз нейтронов и фотонов использовались дозные коэффициенты К" и К , традиционно применяемые в Р

§

3.1

Введение В нашей стране проблема протонной лучевой терапии (ПЛТ) стоит достаточно остро. Если до 90-х гг. отечественная практика ПЛТ была лидирующей и по количеству пролеченных пациентов, и по качеству терапии, то в настоящее время страна утратила свои позиции. Особенно актуальной проблематика ПЛТ становится в связи с намерением строить в РФ Центры протонной терапии с поставкой стандартного оборудования (фирма IB А, Бельгия, см. рис.

3.1) и стандартного же матоб

Протонная лучевая терапия как развивающееся направление медицины требует надежного дозиметрического обеспечения и знания дозовых характеристик в теле пациента. Результаты данной работы должны помочь клиницистам в расчёте дозовых нагрузок при протонной лучевой терапии глаза и оптимизации сценариев облучения. Рис.

3.2 Фиксация головы больного с помощью маски. Центр ПЛТ . х л. ^s -*- Развивающееся направление медицины - протонная лучевая терапия, связано с облучением злокачественных но

Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв, хиазму, зрительные тракты в определенные области затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим. Все эти органы и составляют наш зрительный анализатор или зрительную систему. Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (т. е. формировать трехмерное изображение). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный н

Как и в Главе II основным расчётным аппаратом являлись коды семейства MCNP, основанные на методе статистических испытаний, т.е. на методе Монте-Карло. Из семейства MCNP в данной работе использовался универсальный код MCNPX, позволяющий рассчитывать транспорт и генерацию всех частиц (34, в т.ч. и протонов) при всех энергиях. Для получения информации о распределении поглощенных доз внутри критических органов, таких как красный костный мозг, щитовидная железа, хрусталик глаза, используется век

3.5.1 Опухоль малого размера Локализация малой мишени показана на рис.

3.11,12. Эта опухоль занимала одну ячейку фантома, т. е. её размеры

2.2x

2.2x

1.4 мм . Соответственно этому размеру мишени диаметр пучка был выбран равным

0.2 см, а его ось проходила через центр мишени. Назначенная терапевтическая доза в данном случае 60 Гр. Центр ячейки-опухоли при фронтальном облучении в данном примере находился на глубине

1.87 см от входа пучка в фантом (см. рис.

Локализация мишени показана на рис.

3.13. Эта опухоль занимала 112 ячеек фантома, т. е. её размеры

0.88x

0.88x

0.98 смЗ. Соответственно этому размеру мишени диаметр пучка был выбран равным 1 см, а его ось проходила через центр мишени. Терапевтическая доза в любой из ячеек мишени в данном случае должна быть не менее назначенной (60 Гр). Для равномерного покрытия большой мишени требуемой терапевтической дозой необходимо выполнить «уширение» пика Брэгга. В данной работе

3.5.3 Краткое описание алгоритма МСД МСД («поиск по деформируемому многограннику при произвольных ограничениях») относится к оптимизационным методам нулевого порядка, позволяющим обходиться без вычисления производных минимизируемой функции [235]. Метод достаточно универсален: с его помощью можно, в принципе, решать оптимизационные задачи в самой общей постановке: найти min FQ(X), X = {Х^Х ,...,ХМ), = argminF„(X) условий при выполнении в точке минимума X F- = 0, Ft>0, Здесь F., i = \,...m

5.4 Подготовка базы данных и решение задачи оптимизации В соответствии с расположением пика Брэгга в данных условиях с помощью программы MCNPX был выполнен расчёт распределений доз для пучка радиусом 1 см при дискретных значениях энергии от 30 до 80 МэВ с шагом 1 МэВ: Ем , где индекс j = 1,..., 51 отвечает за энергию протонов, а индекс / = 1,..., 120 отвечает за глубину в слое воды. Оценка дозы выполнялась по опции F6, которая позволяет получить непосредственно поглощённую дозу излучения. До

ГЛАВА IV. ВОКСЕЛЬНЫЙ ФАНТОМ В РЕТРОСПЕКТИВНОЙ ДОЗИМЕТРИИ

§

4.1

Введение В ретроспективной дозиметрии специалисты стараются смоделировать ситуацию, максимально близкую к аварийной. При этом желательно, чтобы при анализе радиационной аварии применялась достаточно представительная модель пострадавшего. Воксельные антропоморфные фантомы, как наиболее прецизионные, позволяют получить в данном случае не только интегральные дозы, но и дифференцированное распределение внутренних орг

Введение 17 июня 1997 г. в РФЯЦ-ВНИИЭФ (г. Саров) произошла авария на стенде критических сборок ФКБН-2М [236]. Экспериментатор проводил контрольную сборку ранее хорошо изученной системы, содержащей в своём составе высокообогащённый упян и медный отражатель (рис.

4.1). tea Рис.

4.1 Схема стенда: 1 -неподвижная часть стенда с верхним фрагментом сборки; 2 - делящийся материал; 3 - отражатель; 4 - подвижная часть стенда Будучи опытным работником, он был твердо уверен, что ра