Journal of Torbat Heydariyeh University of Medical Sciences

fa افزایش دقت دز در پرتودرمانی: اعتبارسنجی شبیه‌سازی‌های مونت‌کارلو با استفاده از GATE و PRIMO Improving dose accuracy in radiation therapy: Validating monte carlo simulations with GATE and PRIMO تخصصي Special پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">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 2/8 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 2/6 ، انحراف استانداردMeV  17/0 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 % 2/5 است و % 95/56 از نقاط ارزیابی‌شده، معیار شاخص گامایmm  % 3/3 را برآورده می‌کنند. این مطالعه قابلیت کدهای PRIMO و GATE را در پرتودرمانی تائید می‌کند.</div> <div style="text-align: justify;">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.</div> پرتودرمانی, شبیه‌سازی, مونت‌کارلو, گیت, پریمو Radiation Therapy, Simulation, Monte Carlo, GATE, PRIMO 79 89 http://jms.thums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1860-1&slc_lang=fa&sid=1 Haghighat nazar N نرگس حقیقت نظر nargesshn93@gmail.com 100319475328460014812 100319475328460014812 No Physics Department, Faculty of Sciences, University of Birjand, Birjand, Iran گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران Firoozabadi MM محمدمهدی فیروزآبادی mehdifiroozabadi@gmail.com 100319475328460014813 100319475328460014813 Yes Physics Department, Faculty of Sciences, University of Birjand, Birjand, Iran گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران Ghorbani M مهدی قربانی mhdghorbani@gmail.com 100319475328460014814 100319475328460014814 No Biomedical Engineering and Medical Physics Department, School of Medicine, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran گروه مهندسی و فیزیک پزشکی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران