Title
Мултивеличинске Монте Карло симулације у фотонској радиотерапији поспешеној металним наночестицама
Creator
Milutinović, Slobodan,
CONOR:
72836617
Copyright date
2023
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 22.04.2024.
Other responsibilities
Academic Expertise
Tehničko-tehnološke nauke
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Elektrotehnički fakultet
Alternative title
Multiscale Monte Carlo simulations in metal nanoparticle enhanced photon radiotherapy
Publisher
[С. Милутиновић]
Format
XV, 179 str.
description
Elektrotehnika i računarstvo - Nuklearna tehnika / Electrical Engineering and Computer Science - Nuclear Engineering
Abstract (sr)
Fotonska radioterapija pospexena metalnim nanoqesticama (MNQ) je per-
spektivna tehnika za leqee raka. Radiosenzibilizujui potencijal MNQ je
predmet opsenih multidisciplinarnih istraivaa, koja tokom poslede dve
decenije tee da iskoriste ihova jedinstvena svojstva. Znaqajan qinilac teku-
ih istraivaa su dozimetrijski proraquni zasnovani na Monte Karlo (MK)
simulacijama transporta jonizujueg zraqea.
Istraivae u okviru disertacije obuhvata razvoj i primenu tri MK metode
za dozimetrijske proraqune. Posebna paa posveena je nanodozimetrijskim
simulacijama, centralnom aspektu multiveliqinskog dozimetrijskog koncepta.
U prvoj MK studiji naglasak je na ispitivau razlika izmeu simulacija sa
homogenizovanom i strukturiranom reprezentacijom regije sa uvedenim MNQ
kod proraquna faktora poveaa doze u zavisnosti od sastava, veliqine i kon-
centracije MNQ. Simulacije uk uquju napredne fiziqke modele transporta
elektrona, strogo ograniqene vrednostima podesivih parametara. Druga MK
studija proxiruje istraivae na ispitivae uticaja oblika MNQ i lokali-
zacije unutar elije na poveae doze i unutarelijsku raspodelu deponovane
energije. Multiveliqinska MK metoda razvijena u treoj studiji nadograu-
je prethodno razvijene metode, obezbeujui da simulacijom bude obuhvaena
qitava oblast od znaqaja za radioterapijski tretman uz deta niji transport
zraqea.
Disertacija daje doprinos dinamiqnom razvoju fotonske radioterapije po-
spexene MNQ, kroz razvijene MK metode koje omoguavaju istraivae obrazaca
deponavaa energije u tumoru na razliqitim prostornim skalama i identifiko-
vae optimalnih osobina MNQ i primeenih fotonskih po a sa stanovixta
poveaa terapeutskog odnosa i povo nog ishoda radioterapije, kao i kroz
rezultate dobijene primenom ovih novih metoda.
Abstract (en)
Metal nanoparticle (MNP) enhanced photon radiotherapy is a promising technique for
cancer treatment. For the past two decades, the radiosensitizing potential of MNPs has been
the subject of extensive multidisciplinary research, which strives to utilize their unique properties.
Dosimetric calculations based on Monte Carlo (MC) simulations of ionizing radiation
transport are an important factor in ongoing investigations within this eld.
The research in this dissertation includes the development and application of three MC
methods for dosimetric calculations. Special attention is devoted to nanodosimetric simulations,
which are the central aspect of the multiscale dosimetry concept. In the rst MC
study, the emphasis is on examining the dierence between simulations with homogeneous
and structured representations of the region loaded with MNPs, within calculations of the
dose enhancement factor for various MNP compositions, sizes and concentrations. The simulations
include advanced physics models of electron transport, with stringent limits imposed by
adjustable parameters. The second MC study extends the investigation to include the eects
of MNP shape and their intracellular localization on the enhancement and intracellular distribution
of deposited energy. The multiscale MC method developed in the third study builds on
the previously developed methods, providing more detailed radiation transport simulations
that encompass the entire region of interest in a radiotherapy treatment.
The dissertation contributes to the progress of MNP-enhanced photon radiotherapy through
the development of MC methods which enable the patterns of energy deposition in the tumor
to be investigated at dierent spatial scales, and optimal properties of the MNPs and of the
applied photon elds to be identied, with the end purpose of increasing the therapeutic ratio,
as well as through the results obtained by applying these new methods
Authors Key words
Monte Karlo simulacije, nanodozimetrija, multiveliqinska
dozimetrija, GEANT4, GEANT4-DNA, fotonska radioterapija, metalne nanočestice
Authors Key words
Monte Carlo simulations, nanodosimetry, multiscale dosimetry, GEANT4,
GEANT4-DNA, photon radiotherapy, metal nanoparticle
Classification
621.039:615.8(043.3)
Type
Tekst
Abstract (sr)
Fotonska radioterapija pospexena metalnim nanoqesticama (MNQ) je per-
spektivna tehnika za leqee raka. Radiosenzibilizujui potencijal MNQ je
predmet opsenih multidisciplinarnih istraivaa, koja tokom poslede dve
decenije tee da iskoriste ihova jedinstvena svojstva. Znaqajan qinilac teku-
ih istraivaa su dozimetrijski proraquni zasnovani na Monte Karlo (MK)
simulacijama transporta jonizujueg zraqea.
Istraivae u okviru disertacije obuhvata razvoj i primenu tri MK metode
za dozimetrijske proraqune. Posebna paa posveena je nanodozimetrijskim
simulacijama, centralnom aspektu multiveliqinskog dozimetrijskog koncepta.
U prvoj MK studiji naglasak je na ispitivau razlika izmeu simulacija sa
homogenizovanom i strukturiranom reprezentacijom regije sa uvedenim MNQ
kod proraquna faktora poveaa doze u zavisnosti od sastava, veliqine i kon-
centracije MNQ. Simulacije uk uquju napredne fiziqke modele transporta
elektrona, strogo ograniqene vrednostima podesivih parametara. Druga MK
studija proxiruje istraivae na ispitivae uticaja oblika MNQ i lokali-
zacije unutar elije na poveae doze i unutarelijsku raspodelu deponovane
energije. Multiveliqinska MK metoda razvijena u treoj studiji nadograu-
je prethodno razvijene metode, obezbeujui da simulacijom bude obuhvaena
qitava oblast od znaqaja za radioterapijski tretman uz deta niji transport
zraqea.
Disertacija daje doprinos dinamiqnom razvoju fotonske radioterapije po-
spexene MNQ, kroz razvijene MK metode koje omoguavaju istraivae obrazaca
deponavaa energije u tumoru na razliqitim prostornim skalama i identifiko-
vae optimalnih osobina MNQ i primeenih fotonskih po a sa stanovixta
poveaa terapeutskog odnosa i povo nog ishoda radioterapije, kao i kroz
rezultate dobijene primenom ovih novih metoda.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.
