title: Commissioning of an electron Monte Carlo model in radiation therapy for clinical use
Creators: name: Maurer, Julia Maria
Publisher: name: TU Wien
Year: 2018
Subjects: subject: Dosimetrie
subject: Strahlentherapie
subject: Monte Carlo Simulation
subject: Dosimetry
subject: radiation therapy
subject: Monte Carlo Simulation

description: Das Ziel dieser Diplomarbeit ist die Verifikation eines Elektronen Monte Carlo Algorithmus für die Behandlungsplanung in der Strahlentherapie, hinsichtlich Dosimetrie und räumlicher Strahlenverteilung. In Anlehnung an die Empfehlungen der American Association of Physicists in Medicine und der Netherlands Commission of Radiation Dosimetry wurde ein Konzept erarbeitet. Messungen einfacher Versuchsaufbauten wurden auf einem Linearbeschleuniger Elekta Synergy (R) S durchgeführt und mit Simulationen der Plannungssoftware Monaco (R) (Monte Carlo Algorithmus) und XiOR (Pencil Beam Algorithmus) von Elekta, Schweden verglichen. Technische Parameter, wie Energie und Feldgröße, als auch Simulationseinstellungen, wie die Größe des Berechnungsgitters oder Anzahl der Elektronenhistorien, wurden variiert. Die ersten Messungen wurden mit dem OCTAVIUS Detektor 729 von PTW und einem homogenen Versuchsaufbau mit solid water (RW3-Platten), sowie einem inhomogenen Aufbau mit RW3-Platten und Styrodur, durchgeführt. Anschließend wurde die PTW 60012 Diode E und die PTW 31010 Semiflexkammer als Referenz für die Messungen im PTW MP3-M Wasserphantom mit Inhomogenitäten wie Styrodur und Gips verwendet. Der Vergleich der Dosisprofile von Messungen und Simulationen für homogene Versuchsaufbauten zeigte keine klinisch relevanten Diskrepanzen, wohingegen Vergleiche von inhomogenen Versuchsaufbauten Abweichungen aufwiesen. Die Ergebnisse wurden abschließend detailiert analysiert und diskutiert.
description: The purpose of this thesis is to perform a clinical verification of a Monte Carlo dose calculation model for electron beam treatment planning in radiation therapy, concerning dosimetry and dose distribution. Therefore a concept for verification was prepared according to the recommendations of the American Association of Physicists in Medicine and of the Netherlands Commission of Radiation Dosimetry. Measurements of simple experimental setups were performed at the linear accelerator Elekta Synergy (R) S and compared with simulations of the treatment planning systems Monaco (R) (Monte Carlo algorithm) and XiOR (pencil beam algorithm) of Elekta, Sweden. For the measurements and simulations, the technical parameters energy and field size, as well as the simulation settings like the size of calculation grid and number of electron histories were varied. The first measurements were made with the PTW OCTAVIUS detector 729 and a homogeneous solid water (RW3) slab phantom, as well as an inhomogeneous setup with RW3 plates and Styrodur. Afterwards the PTW 60012 diode E and the PTW 31010 semiflex chamber as reference were used for measurements in the PTW MP3-M water tank with inhomogeneous inserts like Styrodur and gypsum. The comparison of the dose distributions of measurements and simulations for homogeneous experimental setups showed no clinically relevant discrepancies, whereas the comparison for inhomogeneous experimental setups revealed some irregularities. Finally the results were analyzed and discussed in detail.