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Measurement driven, electron beam modeling and commissioning for a Monte Carlo treatment planning system with improved accuracy

With the development of modern linear accelerators, the dosimetry of complex electron beams technique became a challenge for physicists. Over the past few years, lots of efforts have been done on developing accurate and fast dose algorithms for electrons. Numerous Monte Carlo (MC) models of therapeutic electron beams are presented in the literature. However, beam models built solely with manufacturer specifications of the medical accelerator do not systematically provide acceptable agreements with measurements. Clinically accurate beam models are crucial to MC treatment planning as electron dose calculations found in commercial treatment planning system (TPS) are generally inaccurate for complex geometry or with heterogeneities. Therefore, there is a strong motivation to use highly accurate MC simulations as standard information for commissioning commercial TPS. The current research project consists in developing an improved accurate electron beam model based on detailed information of the linear accelerator and to incorporate it into an in-house TPS: The McGill Monte Carlo Treatment Planning (MMCTP). / Avec le développement d'accélérateurs linéaires, la dosimétrie de techniques complexes de faisceaux d'électrons devient un défi pour les physiciens. Ces dernières années, des efforts considérables ont été faits pour développer un algorithme de calcul de dose précis et rapide pour les faisceaux d'électrons. De nombreux modèles Monte Carlo (MC) pour des faisceaux thérapeutiques d'électrons sont connus dans la littérature. Néanmoins, des modèles de faisceaux construits seulement avec les spécifications des constructeurs d'accélérateurs linéaires ne fournissent pas systématiquement des résultats en concordance avec les mesures. Au niveau clinique, des modèles de faisceaux précis sont d'une importance capitales pour les calculs de dose par Monte Carlo, dans la mesure où les algorithmes de calcul de faisceaux d'électrons présents dans les systèmes de plannification de traitements (SPT) commerciaux sont générallement imprécis dans des cas comportant des geométries complexes ou des hétérogénéités. Par conséquent, il y a une grande motivation à utiliser des simulations de Monte Carlo précis, comme information standard pour la mise en service des SPT commerciaux. La recherche présentée dans ce manuscrit vise à développer un modèle amélioré et précis de faisceaux d'électrons basé sur des informations détaillées d'accélérateurs linéaires et à incorporer ce modèle dans un SPT: le « McGill Monte Carlo Treatment Planning (MMCTP) ».

Identiferoai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.67026
Date January 2009
CreatorsThébaut, Jonathan
ContributorsFrancois Deblois (Internal/Supervisor), Jan Peter Frans Seuntjens (Internal/Cosupervisor2)
PublisherMcGill University
Source SetsLibrary and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada
LanguageEnglish
Detected LanguageFrench
TypeElectronic Thesis or Dissertation
Formatapplication/pdf
CoverageMaster of Science (Medical Physics Unit)
RightsAll items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated.
RelationElectronically-submitted theses.

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