Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Monte Carlo modelling of a digital mammography unit components using EGSnrc code

Karolina Joanna Midura

Abstract

The aim of this study was to model components of mammography unit based on the design of a Siemens Mammomat Inspiration (serial number: 3419). To accomplish this, two stages of simulation were created in BEAMnrc/EGSnrc. Graphs derived from calculated results were generated in the subroutine BEAMdp. First stage of simulation covers X-ray tube and ends at beryllium window. Two following cases regarding anode material were considered. One for molybdenum anode and the other for tungsten anode. The results of this stage of simulation are phase-space files, X-Y scatter graphs (surface photon distribution), energy spectra of photons and energy fluence of photons. Phase-space file generated in the first stage of simulation was an input to the second stage. Second stage of simulation covers components of mammograph between beryllium window and the detector. This part of simulation was created for three different anode-filter combinations: a molybdenum anode and molybdenum filter, a molybdenum anode and rhodium filter and a tungsten anode and rhodium filter. The results of this part of simulation are also phase-space files, X-Y scatter graphs, energy spectra of photons and energy fluence of photons. Results of this work may be used to calculate the dose distribution in a virtual phantom consisting of tissues of various density. The calculations can be performed on the detector plane regarding different irradiation conditions. If comparison between the simulation results and experimental data is satisfactory, the simulation can be used to compare different units’ performance instead of physical experiments. It is extremely beneficial from the point of view of the Maria Skłodowska-Curie Institute of Oncology, where carrying out comparative tests between different mammography units is often needed. Thus, the mammography unit could be used solely for patients’ medical examination as it would be no longer needed for other tests. The calculated results from this study can be of great importance as far as mentioned experiments are concerned.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Karolina Joanna Midura (FM) Karolina Joanna Midura,, Faculty of Mechatronics (FM)
Title in Polish
Modelowanie metodą Monte Carlo elementów do mammografii cyfrowej przy użyciu programu EGSnrc
Supervisor
Natalia Golnik (FM/IMBE) Natalia Golnik,, The Institute of Metrology and Biomedical Engineering (FM/IMBE)Faculty of Mechatronics (FM)
Certifying unit
Faculty of Mechatronics (FM)
Affiliation unit
The Institute of Metrology and Biomedical Engineering (FM/IMBE)
Study subject / specialization
, Inżynieria Biomedyczna (Biomedical Engineering)
Language
(en) English
Status
Finished
Defense Date
07-02-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Natalia Golnik (FM/IMBE) Natalia Golnik,, The Institute of Metrology and Biomedical Engineering (FM/IMBE)Faculty of Mechatronics (FM) Piotr Tulik (FM/IMBE) Piotr Tulik,, The Institute of Metrology and Biomedical Engineering (FM/IMBE)Faculty of Mechatronics (FM)
Keywords in Polish
mammografia, lampa rentgenowska, BEAMnrc/EGSnrc, Monte Carlo
Keywords in English
mammography, X-ray tube, BEAMnrc/EGSnrc, Monte Carlo
Abstract in Polish
Celem pracy było przeprowadzenie modelowania elementów aparatu do mammografii cyfrowej Mammomat Inspiration wyprodukowanego przez firmę Siemens (nr seryjny: 3419). W tym celu wykonano dwuetapową symulację mammografu w programie BEAMnrc/EGSnrc, a wykresy uzyskanych wyników wygenerowano w subrutynie BEAMdp. Pierwszy etap symulacji obejmuje lampę rentgenowską i kończy się tuż za jej berylowym okienkiem. Zbudowano model w dwóch wariantach - dla anody molibdenowej oraz wolframowej. Wynikiem symulacji tego etapu są pliki przestrzeni fazowej, wykresy rozkładu fotonów na płaszczyźnie poziomej oraz wykresy widm i fluencji energii fotonów. Plik przestrzeni fazowej utworzony w pierwszym etapie symulacji został podany na wejście drugiej części symulacji, która obejmuje elementy mammografu znajdujące się między wyjściem okienka berylowego a detektorem. Ta część symulacji występuje w trzech kombinacjach anody i filtra: anoda molibdenowa z filtrem molibdenowym, anoda molibdenowa z filtrem rodowym oraz anoda wolframowa z filtrem rodowym. Wynikiem symulacji drugiego etapu są również pliki przestrzeni fazowej, wykresy rozkładu fotonów na płaszczyźnie poziomej oraz wykresy widm i fluencji energii fotonów. Uzyskane w tej pracy wyniki mogą być bardzo przydatne do przeprowadzenia obliczeń rozkładu dawki po przejściu wiązki fotonów przez fantom zawierający tkanki o różnej gęstości. Obliczenia tego typu mogą zostać przeprowadzone w płaszczyźnie detektora, dla różnych warunków napromieniania. Jeśli porównanie wyników symulacji z wynikami pomiarów okaże się zadowalające, symulacji będzie można użyć zamiast pomiarów do porównywania wyników uzyskiwanych w różnych mammografach. Jest to niezwykle korzystne z punktu widzenia Centrum Onkologii – Instytutu im. Marii Skłodowskiej-Curie, gdzie mammograf będzie mógł być wykorzystywany tylko do badań pacjentów. W Centrum Onkologii często istnieje potrzeba przeprowadzania testów porównawczych między poszczególnymi mammografami. Do tych badań będą mogły być wykorzystane wyniki obliczeniowe niniejszej pracy.
File
  • File: 1
    276823_inz.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 31905

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTe5c2b86fac2746999b4c14b61e4786f5/
URN
urn:pw-repo:WUTe5c2b86fac2746999b4c14b61e4786f5

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page