Masters theses : Science

Permanent URI for this collectionhttps://repository.neelain.edu.sd/handle/123456789/12103

Browse

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 1 of 1
  • Thumbnail Image
    Item
    Brachytherapy Dosimetry for 125I source using Monte Carlo N-Particle Code
    (ALNEELAIN UNIVERSITY, 2022-10) Aya Nasraldeen Karar Babikr
    Abstract: Sealed 125I sources are use as permanent implants sources for prostate cancer Low Dose Rate (LDR) brachytherapy. it decreases dose with radial distant because of low energy emission (35.5 KeV) and higher dose rate due short half-life (59.4 days) which makes it suitable for this purpose. Many designs of encapsulated sources are available, including the type Source Tech Medical model STM1251 source. In order to produces dosimetric accuracy in Source Tech Medical model STM1251 source, dosimetric parameters such as anisotropy function F (r, θ) and radial dose function g(r) were investigated, the Monte Carlo N-Particle code MCNP was used for modeling STM1251 source and measuring the dosimetric parameters of the source. MCNP visual editor version (vised 5-38C-16D) which was used in this work is a general purpose Monte-Carlo radiation transport code, full details of Source Tech Medical model STM1251 source (dimensions, materials and energy spectrum) were implemented in MC simulations. STM1251 source was centered in 30×30×30 mm³ water phantom and the anisotropy function calculated by 0.02 cm spheres were bounded with two oblique distances 0.5 cm and 1.0 cm with interval angle of 10̊, just from 0̊ to 90̊ due to symmetry of the source geometry and in order to reducing errors and time, radial dose function calculation the dose was scored in spheres with different sizes(0.02, 0.8, 0.2) cm with range of distances (0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.5, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) cm so to compromise between accuracy and spatial resolution, input program was run with sufficient number of particle histories about 500 million, stared until one week to minimize statistical uncertainties and to become insignificant. The dosimetric parameters needed for dose calculation using the American Association of Physicists in Medicine Task Group No. 43 (TG-43) formalism were determined and compared with the results of a Monte Carlo simulation by an independent research group and with the TG-43 consensus values of the well-established model, as well as Carleton university research group. This study was focused on the dosimetry parameters of the model STM1251 source. Our results for anisotropy function F (r, θ) compared with AAPM TG43U1 (2004) and Carleton group (2007) at distance r=0.5cm and r=1cm from the source were (18% for θ≤10̊, 3% for θ≥70̊) and (1cm 9% for θ≤10̊, 8% for θ≥70̊) respectively. The high gradient for anisotropy function especially at shorter distances may due to source self-absorption and filtration of photon, the values of radial dose g(r) were significantly (p-value (0.05<<. different with previously published data by AAPM 43U1 (2004) and Carleton group (2007) in 54% for r≤1.5cm, 10% for r≤10cm. This may due to the approximation used for the merged three thin layers. According to our observations selecting long simulation time or low energy cutoff is key to obtain more accurate simulation results, a lot of corrections factors necessary to get accurate result special Geometry factor and Scatter factor, should put in consider water Phantom Not completely tissue equivalent, Carleton university group they recommended it good to apply polynomial equation to fitting of radial dose function value. المستخلص: يستخدم اليود 125 المشع كمصدر دائم للعلاج من مسافة قريبة لسرطان البروستاتا ذا الجرعة المنخفضة (LDR) حيث تقل الجرعة في الاعضاء المجاورة للبروستاتا كلما ذادت المسافة من المصدر بسبب انبعاث الطاقة المنخفض (35.5 كيلو فولت) ومعدل الجرعة الأعلى بسبب قصر عمر النصف (59.4 يومًا) مما يجعله مناسبًا لهذا الغرض. تتوفر العديد من تصميمات المصادر المغلفة ، بما في ذلك مصدر نموذج Source Tech Medical طراز STM1251 . من أجل إنتاج دقة قياس للجرعات في مصدر نموذج STM1251 من Source Tech Medical ، تم التحقق من قياس للجرعات مثل دالة تاثير الزاوية (r ,θ)F ، ودالة تاثير المسافة g (r) ، تم استخدام كود Monte Carlo N-Particle MCNP لنموذج STM1251 المصدر وقياس معاملات قياس الجرعات للمصدر. MCNP من الطراز (vised 5-38C-16D) الذي تم استخدامه في هذا العمل هو كود مونت كارلو للأغراض العامة ، تم تنفيذ التفاصيل الكاملة لمصدر Source Tech Medical نموذج STM1251 (الأبعاد والمواد وطيف الطاقة) في MC المحاكاة. تم توسيط مصدر STM1251 في حوض مائي 30 × 30 × 30 مم، وتم تحديد دالة تأثير الزاوية بواسطة كرات 0.02 سم بمسافتين مائلتين 0.5 سم و 1.0 سم بزاوية فاصلة 10̊ ، فقط من 0̊ إلى 90̊بسبب تناظر هندسة المصدر ولتقليل الأخطاء والوقت ، حساب دالة تأثير المسافة ، تم تسجيل الجرعة في كرات بأحجام مختلفة (0.02 ، 0.8 ، 0.2) سم مع مدى مسافات (0.25 ، 0.5 ، 0.75 ، 1.0 ، 1.5 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 ، 6 ، 7 ، 8 ، 9 ، 10) سم ، تم تشغيل البرنامج بعد ضبط اسبوع واحد لتتبع 500مليون من الفوتونات المتفاعلة وكان ذلك كافٍ للمحاكاة. تم تحديد معاملات لحساب الجرعة اللازمة بالرجوع الي توصيات الجمعية الأمريكية للفيزياء في الطب رقم 43 TG-43) ) ومقارنتها بنتائج محاكاة مونت كارلو بواسطة مجموعتنا البحثية ، بالإضافة إلى مجموعة أبحاث جامعة Carleton. ركزت نتائج هذة الدراسة على معاملات القياس الإشعاعية للمصدر الإشعاعي (STM1251 ). و بمقارنة نتائج هذه الدراسة مع AAPM TG43U1(2004) والنتائج المنشورة للمجموعة البحثية لجامعة كارلتون Carleton (2007) وجد أن تباين تاثير الزاوية( F (r θ) ) على بعد 0.5 سم يساوي ( 18% للزوايا ≤ 10̊ و 3% للزوايا ≥ 70̊). و وجد بانه يساوي (( 9% للزوايا ≤10̊ و 8% للزوايا ≥ 70̊ ) على بعد 1 سم من المصدر. اختلاف بشكل ملحوظ القيم للمسافات القريبة من المصدر مع الدراسات السابقة قد يكون نتيجة للامتصاص في الطبقات الداخلية للمصدر (فلترة الفوتونات). كما تبين بأنه يوجد تباين بين نتائج هذه الدراسة و الدراسات السابقة لنتا لقياسات الإشعاعية تاثير المسافة g (r) و هذا الأمر من الممكن أن يكون نتيجة لدمج الثلاث طبقات الرفيعة جداً للمصدر بغرض تسهل بناء نموذج محكاة المصدر. وفقاً للملاحظات يعد اختيار زمن المحاكاة الطويل واختيار مدى طاقة منخفض امراً أساسياً ومهما للحصول على نتائج محاكاة اكتر دقة كما يمكن تطبيق العديد من المعاملات التصحيحة من معامل تصحيح ومعامل تصحيح التشتت ، بجانب ذلك الحوض المائي القياسي ليس مكافئ تماماً لأنسجة جسم الانسان ، المجموعة البحثية من جامعة كارلتون أوصت بتطبيق معادلة كثيرة الحدود عند حساب دالة تأثير المسافة.