Monte Carlo -menetelmän käyttö sädehoidon annosjakauman simuloinnissa

Juhani Heinilä, Jari Viitanen, Simo Hyödynmaa

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Monte Carlo -menetelmä on yleistyvä numeerinen menetelmä tieteellisen tutkimuksen piirissä. Menetelmä käyttää mallin ratkaisussa apuna satunnaislukuja, mistä myös sen nimi on peräisin. Monte Carlo -tekniikan soveltaminen edellyttää suorituskykyisen tietokoneen käyttöä, koska sen luonne on iteratiivinen. Erityisen käytettyjä Monte Carlo -menetelmät ovat hiukkasfysiikan ja kiinteän olomuodon fysiikan aloilla, vaikka esimerkkejä niiden käytöstä myös muissa sovelluksissa on runsaasti. Sairaalafysiikan Monte Carlo -menetelmistä on Suomessa kokemuksia toistaiseksi varsin vähän. Tämä esitys käsittelee Monte Carlo -menetelmän periaatteita aluksi yleisesti. Sen jälkeen periaatteita kuvataan sädehoidon tutkimuksen kannalta. Näiltä osin esitys perustuu alalta julkaistuun kirjallisuuteen. Julkaisussa esitetään myös VTT:n sairaalatekniikan laboratoriossa Monte Carlo -menetelmällä saatuja simulointituloksia. Simuloinnit on tehty Electron Gamma Shower (EGS4) -simulointiohjelmaa käyttäen. Simulointituloksia on verrattu Tampereen yliopistollisen keskussairaalan sädehoitoklinikassa suoritettujen mittausten antamiin sekä kirjallisuudesta saatuihin tuloksiin. Tehdyt kokeet osoittavat, että Monte Carlo -menetelmää voidaan käyttää sädehoidon tutkimuksessa referenssimenetelmänä ja että sen käytöllä on merkitystä annossuunnittelun tarkkuuden parantamisessa.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages55
ISBN (Print)951-38-2646-5
Publication statusPublished - 1986
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number420
ISSN0358-5077

Keywords

  • radiation therapy
  • radiation dose planning
  • Monte Carlo method
  • simulation

Cite this

Heinilä, J., Viitanen, J., & Hyödynmaa, S. (1986). Monte Carlo -menetelmän käyttö sädehoidon annosjakauman simuloinnissa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 420
Heinilä, Juhani ; Viitanen, Jari ; Hyödynmaa, Simo. / Monte Carlo -menetelmän käyttö sädehoidon annosjakauman simuloinnissa. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1986. 55 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 420).
@book{a5785b7c40b54e49a8e1ccae3e05c71c,
title = "Monte Carlo -menetelm{\"a}n k{\"a}ytt{\"o} s{\"a}dehoidon annosjakauman simuloinnissa",
abstract = "Monte Carlo -menetelm{\"a} on yleistyv{\"a} numeerinen menetelm{\"a} tieteellisen tutkimuksen piiriss{\"a}. Menetelm{\"a} k{\"a}ytt{\"a}{\"a} mallin ratkaisussa apuna satunnaislukuja, mist{\"a} my{\"o}s sen nimi on per{\"a}isin. Monte Carlo -tekniikan soveltaminen edellytt{\"a}{\"a} suorituskykyisen tietokoneen k{\"a}ytt{\"o}{\"a}, koska sen luonne on iteratiivinen. Erityisen k{\"a}ytettyj{\"a} Monte Carlo -menetelm{\"a}t ovat hiukkasfysiikan ja kiinte{\"a}n olomuodon fysiikan aloilla, vaikka esimerkkej{\"a} niiden k{\"a}yt{\"o}st{\"a} my{\"o}s muissa sovelluksissa on runsaasti. Sairaalafysiikan Monte Carlo -menetelmist{\"a} on Suomessa kokemuksia toistaiseksi varsin v{\"a}h{\"a}n. T{\"a}m{\"a} esitys k{\"a}sittelee Monte Carlo -menetelm{\"a}n periaatteita aluksi yleisesti. Sen j{\"a}lkeen periaatteita kuvataan s{\"a}dehoidon tutkimuksen kannalta. N{\"a}ilt{\"a} osin esitys perustuu alalta julkaistuun kirjallisuuteen. Julkaisussa esitet{\"a}{\"a}n my{\"o}s VTT:n sairaalatekniikan laboratoriossa Monte Carlo -menetelm{\"a}ll{\"a} saatuja simulointituloksia. Simuloinnit on tehty Electron Gamma Shower (EGS4) -simulointiohjelmaa k{\"a}ytt{\"a}en. Simulointituloksia on verrattu Tampereen yliopistollisen keskussairaalan s{\"a}dehoitoklinikassa suoritettujen mittausten antamiin sek{\"a} kirjallisuudesta saatuihin tuloksiin. Tehdyt kokeet osoittavat, ett{\"a} Monte Carlo -menetelm{\"a}{\"a} voidaan k{\"a}ytt{\"a}{\"a} s{\"a}dehoidon tutkimuksessa referenssimenetelm{\"a}n{\"a} ja ett{\"a} sen k{\"a}yt{\"o}ll{\"a} on merkityst{\"a} annossuunnittelun tarkkuuden parantamisessa.",
keywords = "radiation therapy, radiation dose planning, Monte Carlo method, simulation",
author = "Juhani Heinil{\"a} and Jari Viitanen and Simo Hy{\"o}dynmaa",
year = "1986",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-2646-5",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "420",
address = "Finland",

}

Heinilä, J, Viitanen, J & Hyödynmaa, S 1986, Monte Carlo -menetelmän käyttö sädehoidon annosjakauman simuloinnissa. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 420, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Monte Carlo -menetelmän käyttö sädehoidon annosjakauman simuloinnissa. / Heinilä, Juhani; Viitanen, Jari; Hyödynmaa, Simo.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1986. 55 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 420).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Monte Carlo -menetelmän käyttö sädehoidon annosjakauman simuloinnissa

AU - Heinilä, Juhani

AU - Viitanen, Jari

AU - Hyödynmaa, Simo

PY - 1986

Y1 - 1986

N2 - Monte Carlo -menetelmä on yleistyvä numeerinen menetelmä tieteellisen tutkimuksen piirissä. Menetelmä käyttää mallin ratkaisussa apuna satunnaislukuja, mistä myös sen nimi on peräisin. Monte Carlo -tekniikan soveltaminen edellyttää suorituskykyisen tietokoneen käyttöä, koska sen luonne on iteratiivinen. Erityisen käytettyjä Monte Carlo -menetelmät ovat hiukkasfysiikan ja kiinteän olomuodon fysiikan aloilla, vaikka esimerkkejä niiden käytöstä myös muissa sovelluksissa on runsaasti. Sairaalafysiikan Monte Carlo -menetelmistä on Suomessa kokemuksia toistaiseksi varsin vähän. Tämä esitys käsittelee Monte Carlo -menetelmän periaatteita aluksi yleisesti. Sen jälkeen periaatteita kuvataan sädehoidon tutkimuksen kannalta. Näiltä osin esitys perustuu alalta julkaistuun kirjallisuuteen. Julkaisussa esitetään myös VTT:n sairaalatekniikan laboratoriossa Monte Carlo -menetelmällä saatuja simulointituloksia. Simuloinnit on tehty Electron Gamma Shower (EGS4) -simulointiohjelmaa käyttäen. Simulointituloksia on verrattu Tampereen yliopistollisen keskussairaalan sädehoitoklinikassa suoritettujen mittausten antamiin sekä kirjallisuudesta saatuihin tuloksiin. Tehdyt kokeet osoittavat, että Monte Carlo -menetelmää voidaan käyttää sädehoidon tutkimuksessa referenssimenetelmänä ja että sen käytöllä on merkitystä annossuunnittelun tarkkuuden parantamisessa.

AB - Monte Carlo -menetelmä on yleistyvä numeerinen menetelmä tieteellisen tutkimuksen piirissä. Menetelmä käyttää mallin ratkaisussa apuna satunnaislukuja, mistä myös sen nimi on peräisin. Monte Carlo -tekniikan soveltaminen edellyttää suorituskykyisen tietokoneen käyttöä, koska sen luonne on iteratiivinen. Erityisen käytettyjä Monte Carlo -menetelmät ovat hiukkasfysiikan ja kiinteän olomuodon fysiikan aloilla, vaikka esimerkkejä niiden käytöstä myös muissa sovelluksissa on runsaasti. Sairaalafysiikan Monte Carlo -menetelmistä on Suomessa kokemuksia toistaiseksi varsin vähän. Tämä esitys käsittelee Monte Carlo -menetelmän periaatteita aluksi yleisesti. Sen jälkeen periaatteita kuvataan sädehoidon tutkimuksen kannalta. Näiltä osin esitys perustuu alalta julkaistuun kirjallisuuteen. Julkaisussa esitetään myös VTT:n sairaalatekniikan laboratoriossa Monte Carlo -menetelmällä saatuja simulointituloksia. Simuloinnit on tehty Electron Gamma Shower (EGS4) -simulointiohjelmaa käyttäen. Simulointituloksia on verrattu Tampereen yliopistollisen keskussairaalan sädehoitoklinikassa suoritettujen mittausten antamiin sekä kirjallisuudesta saatuihin tuloksiin. Tehdyt kokeet osoittavat, että Monte Carlo -menetelmää voidaan käyttää sädehoidon tutkimuksessa referenssimenetelmänä ja että sen käytöllä on merkitystä annossuunnittelun tarkkuuden parantamisessa.

KW - radiation therapy

KW - radiation dose planning

KW - Monte Carlo method

KW - simulation

M3 - Report

SN - 951-38-2646-5

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Monte Carlo -menetelmän käyttö sädehoidon annosjakauman simuloinnissa

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Heinilä J, Viitanen J, Hyödynmaa S. Monte Carlo -menetelmän käyttö sädehoidon annosjakauman simuloinnissa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1986. 55 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 420).