Carbon ion radiography and tomography: a Monte Carlo study

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Marcelos, Tiago Miguel dos Santos
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/15531
Resumo: Tese de mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2014
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spelling Carbon ion radiography and tomography: a Monte Carlo studyMonte CarloTerapia com iõesImagiologia de transmissãoRadiografia com iõesTomografia com iõesTeses de mestrado - 2014Tese de mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2014A importância das técnicas de imagiologia em terapia com iões tem vindo a crescer, seja no planeamento ou durante a monotorização do tratamento. Nesta tese é apresentado um estudo Monte Carlo que suporta um protótipo de um detector para radiografia e tomografia com iões de carbono. Este detector dedicado, desenvolvido pelo GSI Darmstadt e pela Universidade de Heidelberg, é constituído por 61 câmaras de ionização e foi construído e testado experimentalmente. A sua aplicação em imagiologia de transmissão com iões de carbono foi investigada e os primeiros resultados mostraram o seu potencial como uma técnica alternativa que oferece uma baixa dose depositada. Embora a viabilidade da radiografia com iões de carbono tenha sido demonstrada e resultados encorajadores tenham sido obtidos, existe ainda a necessidade de continuar a investigar e responder às questões que se mantêm abertas. O objectivo final desta tese é o de desenvolver uma ferramenta fiável, baseada em Monte Carlo, que nos permita investigar alguns detalhes da imagiologia de transmissão com iões de carbono que são difíceis e/ou que demoram muito tempo para explorar experimentalmente. Ao mesmo tempo queremos que esta ferramenta suporte e complemente os trabalhos experimentais. Em suma, os resultados desta tese demonstram o grande potencial da imagiologia com iões de carbono visto que conseguimos obter radiografias e tomografias depositando uma dose baixa, 0.05 mGy e 17.47 mGy, respectivamente, mas mantendo a qualidade das imagens.Imaging techniques play an increasingly important role for treatment planning and insitu monitoring in ion beam therapy. In this thesis, a Monte Carlo study was performed in order to support a prototype detector for carbon ion radiography and tomography. The dedicated prototype detector, developed by GSI Darmstadt and the Heidelberg University Clinic on the basis of a stack of 61 ionizations chambers, was assembled and tested experimentally. Its applicability to carbon ion based transmission imaging was investigated and the first results showed the potential of carbon ion radiography as an attractive low dose imaging modality. Although the feasibility of carbon radiography was demonstrated and encouraging results were obtained, it is necessary to investigate some of the still open questions. The ultimate goal of the Monte Carlo simulations in this work is to develop a reliable tool to investigate some details related to ion transmission imaging applications that are difficult or time consuming to explore experimentally. At the same time, we want to support and complement the experimental work. Overall, the findings of this thesis support the large potential of carbon ion radiography and tomography. We achieved low dose radiographies, 0.05 mGy, and low dose tomographies, 17.47 mGy, while maintaining the image quality.Maximilians, Katia Parodi da LudwigPeralta, Luís Filipe dos Santos Garcia, 1961-Repositório da Universidade de LisboaMarcelos, Tiago Miguel dos Santos2014-12-23T10:55:03Z201420142014-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/15531TID:201323567enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:02:12Zoai:repositorio.ul.pt:10451/15531Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:36:57.301674Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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