| Όνομα και Επώνυμο Υποψ. Διδάκτορα | Νικόλαος Χατζησάββας |
| Μέλη 3-μελούς επιτροπής | Δημήτριος Νικολόπουλος Ιωάννης Βαλαής Γεώργιος Πρινιωτάκης |
| Ημερομηνία έναρξης / Αρ. Πρωτοκόλλου | 28/01/2020 |
Περίληψη
Στη διατριβή αυτή χρησιμοποιούνται μεγάλες πλατφόρμες Μοντε Κάρλο για τη μελέτη των δόσεων ακτινοβολίας από τη χρήση της Τομογραφίας Ακτίνων Χ (CT) και της Υπολογιστικής Τομογραφίας Εκπομπής Μονού Φωτονίου (SPECT). Οι πλατφόρμες είναι ο EGSnrcMP, το GATE και το TOPAS. Το TOPAS είναι το μοναδικό αδειοδοτημένο στην Ελλάδα. Μεγάλο μέρος αφορούσε στην εγκατάσταση και λειτουργία των παραπάνω πολύ δύσκολων πλατφόρμων και στη συνέχεια η συγγραφή εξειδικευμένου κώδικα για τον υπολογισμό δόσεων. Επίσης σχεδιάζονται και διενεργούνται μετρήσεις για την επικύρωση.
Αποτελέσματα
Μεταγλώττιση και εγκατάσταση όλων των εργαλείων που χρησιμοποιούμε σε περιβάλλον Windows 10 μέσω WSL. Ασχολήθηκα επίσης με παραγωγή ακτινών-χ μέσω του προγράμματος Beamnrc όλες τις ενέργειες τάσεων από 30-150keV. Κατάφερα να παράγω egs-phantoms από εξετάσεις CT ασθενών και να ακτινοβολήσω με τις παραγόμενές ακτινοβολίες τάσεων τα συγκεκριμένα phantoms και να υπολογίσω τιμές δόσεων. Πραγματοποίησα μετρήσεις πεδίου στο πανεπιστημιακό νοσοκομείο Λάρισας και να πάρω ανακατασκευασμένες εικόνες από το μηχάνημα AnyScan S Dual-Head Flex SPECT. Κατάφερα να παράγω κώδικα Gatev9 για το συγκεκριμένο μηχάνημα και για άλλο ένα μηχάνημα μικρών ζώων και να ανακατασκευάσω την παραγόμενη από την προσομοίωση μέσω του προγράμματος STIRv4.0.0. Επίσης ανέπτυξα σχετικό κώδικα παραγωγής ακτινών-χ με το πρόγραμμα Topasv3.8.1.
Πιο αναλυτικά:
- Μεταγλώττιση και εγκατάσταση όλων των εργαλείων που χρησιμοποιούμε, όπως το GATEv9.0, STIRv4.0.0, EGSnrcmp και Topasv3.8.1 σε περιβάλλον Windows 10 μέσω WSL.
- Κατασκευή κώδικα για SPECT μικρών ζώων σε περιβάλλον GATEv9.0 με μικροσκοπική πηγή ακτινοβόλησης ομοιώματος Jaszczak.
- Ανακατασκευή εικόνας, από την προσομοίωση σε περιβάλλον Gatev9.0, με το πρόγραμμα STIRv4.0.0 και την χρήση του αλγορίθμου OSMAPOSL. Απεικόνιση των αποτελεσμάτων μέσω του προγράμματος Amide.
- Κατασκευή ομοιωμάτων για Monte Carlo προσομοίωση (egsphantom) από εικόνες CT.
Original Dicom Image. Voxelized Phantom image produced. - Παραγωγή προφίλ δόσεων σύγκρισης ακτινοβόλησης ακτινών-χ από όλες της κατευθύνσεις(360o) για την επιδερμίδα, πνεύμονα, καρδιά και σπονδυλική στήλη, με και χωρίς χρήση φίλτρου μέσα στην λυχνία παραγωγής ακτινών-χ .
Skin Profile,Lung Profile, Heart Profile Spine-Bone Profile - Ανάπτυξη κώδικα προσομοίωσης λυχνίας αναφοράς με το πρόγραμμα TOPASv3.8.1.
- Μετρήσεις πεδίου στο πανεπιστημιακό νοσοκομείο Λάρισας στο μηχάνημα AnyScan S Dual-Head Flex SPECT, με πηγή ακτινοβόλησης ισοτόπου τεχνήτιο-99m (99mTc) μέσα από χειροποίητο ανθρωπόμορφο ομοίωμα στήθους και κοιλιακής χώρας, που γεμίζει με νερό ή άλλο υγρό, κατασκευασμένο από Plexiglas με υποδοχές μέσα στο ομοίωμα για την είσοδο συρίγγων με το ισότοπο.
- Προσομοιώσεις, παραγωγής αλλά και ακτινοβόλησης ομοιωμάτων για 3 σενάρια, κοιλιακή χώρα, στήθος και κεφάλι. Oι προσομοιώσεις είναι σε αριθμό 200 όπου 50 είναι οι προσομοιώσεις για την παραγωγή ακτινών-χ από λυχνία με δύο διαφορετικά υλικά ανόδου (Χρυσό και Βολφράμιο) και άλλες 150 για όλες τις τάσεις (30-150keV) και τα ομοιώματα. Ο χρόνος κάθε προσομοίωσης ήτανε κατά μέσωοόρο 4,5 ώρες.
- Δημοσιεύσεις:
α. Μια επιστημονική δημοσίευση σε διεθνές περιοδικό με κριτές, για την διερεύνηση λυχνίας ακτινών-x.
Nikolaos Chatzisavvas, Thanasis Koustas, Georgios Karpetas, Ioannis Valais, Georgios Priniotakis, Dimitrios Nikolopoulos, (2022) Simulating Medical Imaging x-ray tubes with various parameters using BEAMnrc Monte Carlo Software, Open Journal of Radiology, https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=120112
β. Μια επιστημονική δημοσίευση σε διεθνές περιοδικό με κριτές, για την διερεύνηση δόσεων σε εξετάσεις Computed Tomography για διαφορετικά φίλτρα λυχνίας.
Nikolaos Chatzisavvas, Dimitrios Nikolopoulos, Georgios Priniotakis, Thanasis Koustas, Georgios Karpetas, Ioannis Valais, (2022) Generating CT X-rays and score dosimetric quantities on DICOM-based phantom utilizing Open Source Monte Carlo Software. International Journal of Computer Engineering and Sciences Research, https://www.ijcesr.com/Openaccess/v4i5/IJC856125595.pdf
γ. Μία επιστημονική δημοσίευση, σε διεθνές επιστημονικό συνέδριο με κριτές, για την διερεύνηση λυχνίας ακτινών-χ.
Nikolaos Chatzisavvas, Thanasis Koustas, Georgios Karpetas, Ioannis Valais, Georgios Priniotakis, Dimitrios Nikolopoulos, Investigation of X-Ray tube target material, anode angle and filter at 120keV and 30keV using Monte Carlo, 1st Panhellenic Congress of Medical Physics, Athens, 23-25 September, 2022, https://drive.google.com/file/d/1JgkR-WA3wBeqE0aVkjgYlGZe5ySY5QDe/view
Μελλοντική Δουλειά:
Στόχος για την χρονιά 2022-2023 είναι η συγγραφή της διδακτορικής διατριβής.