Monte Carlo simulace léčby radioterapií s laserem urychlenými částicemi

Abstract

Tato práce se zaměřuje na využití laserového plazmového urychlovače ke generaci velmi vysoce energetických elektronů (VHEE) a dalších částic pro radioterapii. S využitím obecně účelového Monte Carlo kódu FLUKA a jeho grafického rozhraní Flair byl proveden léčebný plán reálného mozkového nádoru ve zjednodušené geometrii a s reálným léčebným přístrojem. Geometrie přístroje je založená na technickém návrhu laserem řízeného radioterapeutického přístroje navrženého v ELI Beamlines. V této práci jsou svazky záření optimalizované ve smyslu geometrie (polohy okolo pacienta) a čas léčby je vypočítán.Různé kombinace parametrů jsou zkoumány a příslušné časy jsou vypočítány. Plánování léčby je také zkoumáno pro pozitronové svazky. Skrz touto prací se pracuje hlavne s tužkovým skenováním (PBS) a proto pro srovnání použití vícelamelového kolimátoru je zkoumáno. Dále následuje představení experimentu a s ním spojených simulací provedených v ELI Beamlines týmem zabývajícím se urychlovaní elektronů.

This work focuses on the use of laser-plasma electron accelerators to create very highenergy electrons (VHEE) and other particles for radiotherapy. With use of a general-purpose Monte Carlo code called FLUKA and its graphical interface FLAIR treatment planning of a realistic brain tumor in a simplified geometry and with a realistic treatment device is performed. The geometry of the device is based on the technical design of a laser-driven radiotherapy device designed at ELI-Beamlines. In this work, radiation beams are optimized in terms of geometry (position around the patient) and treatment time is calculated. Different combination of parameters are considered and time of the treatment is calculated. Treatment planning is also been studied for positron beam. Throughout this work, the pencil beam scanning (PBS) method is used and thus for comparison multi leaf collimator (MLC) approach is explored. Furthermore, the experiment and associated simulation performed at ELI Beamlines by the electron acceleration team are presented as well.