Recent studies in medical physics have focused on the application of low atomic number (Z) targets for their effect on contrast in megavoltage portal imaging and cone-beam computed tomography (CBCT). This work seeks to compliment those studies by investigating the effects of varying different target parameters including atomic number, thickness and incident electron energy on spatial resolution in megavoltage planar imaging and CBCT. Target materials of beryllium (Be, Z = 4), aluminum (Al, Z = 13) and tungsten (W, Z = 74) were investigated over a variety thicknesses between 10% and 100% of the continuous slowing down approximation range. Incident electron kinetic energies of 4.5 MeV and 7.0 MeV were used along with custom targets installed into the carousel of a Varian 2100EX linear accelerator (Varian Medical, Inc.) to produce the experimental beams of interest. Monte Carlo simulated results were compared to measured data and it was shown that thinner targets are generally superior to thicker targets and that higher incident electron energies produce better results. Due to a dependence of the MTF of the detector system on photon energy, it was shown that low Z targets produced superior spatial resolution. Simulations also showed a 14.5% and 21.5% increase in spatial frequency in which the modulation transfer function dropped to half of its maximum (f_50) for the 7.0 MeV and 4.5 MeV targets, respectively, when moved from the carousel to the location of the clinical target. The f_50 values of the custom targets were compared to the clinical 6 MV beam and were found to be between 10.4% lower and 15.5% higher than the 6 MV value. Low-Z CBCT sets were acquired using the CATphan phantom and compared to the clinical 6 MV beam and kilovoltage CBCT sets. Using the low-Z targets it was possible to resolve the 0.5 lp/mm, compared to 0.4 lp/mm and 1.0 lp/mm for the clinical 6 MV and kilovoltage sets respectively. / Récemment, plusieurs recherches se tournent vers l'emploi de cibles à petits numéros atomic (Z), et mesurent leurs effets sur le contraste de l'imagerie de portail de megavoltage et de tomographie calculée à faisceau cônique (CBCT). À l'avenant, cet ouvrage étudie les effets de la variation de différents paramètres de la cible, tel le numéro atomic, l'épaisseur, et l'énergie de l'electron incident, sur la résolution spaciale des deux techniques d'imageries mentionnées. Des cibles de béryllium (Be, Z = 4), d'aluminium (Al, Z = 13), et de tungstène (W, Z = 74) sont étudiées sous une gamme d'épaisseures entre 10 % et 100 % de l'amplitude de l'approximation de ralentissement continue (CSDA). Des électrons incidents avec des énergies cinétiques de 4.5 MeV et 7.0 MeV sont utilisés avec une cible personnalisée, installée sur le carrousel d'un accélérateur linéaire Varian 2100EX (Varian Medical, Inc.), afin de produire les faisceaux désirés. Des résultats Monte Carlo simulés sont comparés aux résultats mesurés. Les cibles minces sont géréralement supérieures aux cibles plus épaisses, et les électrons incidents à plus haute énergies produisent de meilleurs résultats. Les cibles à petits Z produisent des résolutions supérieures en raison d'une dépendence du MTF du système de detection sur l'énergie des photons. Les simulations montrent une hausse de 14.5 % et de 21.5 % du f_50 pour les cibles de 7.0 MeV et 4.5 MeV, respectivement, quand celles-ci sont déplacées du carrousel à l'emplacement clinique de la cible. Les f_50 des cibles personnalisées sont entre 10.4 % sous et 15.5 % au-dessus du f_50 du faisceau clinique à 6 MV. Les données pour le CBCT à petit Z sont obtenues avec un fantôme CATphan et comparées aux données du faisceau clinique à 6 MV et du CBCT de kilovoltage. Avec une cible à petit Z, une résolution de 0.5 lp/mm est atteinte, comparé à
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.66904 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Connell, Tanner |
| Contributors | Ervin Podgorsak (Internal/Supervisor), James L Robar (Internal/Cosupervisor2) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Medical Physics Unit) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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