در شبیه سازی چاه پیمای نوترونی، منحنی کالیبراسیون آن، عوامل فیزیکی حاکم بر تغییرات منحنی کالیبراسیون، رفتار چاه پیمای نوترونی در جنس سنگ های مختلف بررسی شد. سپس آرایش منحنی های نسبت شمارش آشکارسازهای نزدیک و دور در جنس سنگ های مختلف نسبت به هم بررسی و پدیده های فیزیکی حاکم بر این آرایش منحنی ها تعیین شد تا اینکه فاصله ی مناسب آشکارسازها از چشمه ی نوترونی برای جلوگیری از همپوشانی منحنی ها مشخص شود. وابستگی متقابل انرژی نوترون های سازنده منحنی های چاه پیمای نوترونی و محل قرار گیری آشکارسازهای نوترونی به هم و همچنین محدوده ی انرژی نوترون های شرکت کننده در منحنی های تولید شده توسط چاه پیمای نوترونی نیز بررسی گردید. درمرحله ی دوم، از طریق پردازش اطلاعات حاصل شده از چاه پیمایی توسط سیستم فازی، تخلخل و نفوذپذیری که تأثیر بسیار زیادی روی شناخت مخزن و میزان ذخیره و قابلیت تولید مخزن را دارند بررسی شد و نشان داده شد که خصوصیاتی از مخزن را که مستقیما ً از طریق اندازه گیری های چاه پیماهای موجود نمی توان تعیین کرد را می توان از طریق سیستم هوشمند فازی – عصبی تعیین کرد. سیستم تعیین خصوصیات مخزن (فازی - عصبی) را روی داده های چاه پیمایی جمع آوری شده از میدان های نفتی و گازی زاگرس جنوبی ایران تست شده است. ضریب همبستگی نتایج سیستم های تفسیر طراحی شده روی داده های واقعی نزدیک به یک است و خطای مربع متوسط نرمالیزه شده آنها نزدیک صفر است.

روش های مختلف تصویربرداریmri همیشه در تشخیص و درجه بندی نوع و میزان پیشرفته بودن مشخصه های منحصر بفرد ذاتی تومور های مغزی پیشتاز بوده است. انتخاب روش تصویربرداری و رشته ی پالسی مناسب میتواند در دقیقتر و بهینه ترکردن تشخیص و درجه بندی بافت های پاتولوژیک راهگشا باشد. در این مطالعه سعی ما بر این بود که با استفاده از روش تصویربرداری افزایش کنتراست دینامیک ام- آر (dce-mr) و با انتخاب رشته ی پالسیtomrop به بررسی مشخصه های رفتاری تومور مغزی وبافت نرمال متناظر در مدل حیوانی موش بپردازیم , و نیزرابطه خطی بین تغییر آهنگ آسایش طولی و ریلکسیویتی کنتراست ساز را به شکل عملی بررسی کنیم. به منظور نیل به اهداف این تحقیق ابتدا با استفاده از تصویربرداریmr از تیوب های ژل فانتوم حاوی درصد های متفاوت از سرم آلبومین و گادولینیوم سعی در تخمین زمان آسایش طولی t1 با استفاده از دو الگوریتم محاسباتی مستقل گاوس-نیوتن و سیمپلکس (متعارف) کرد که استفاده از دو الگوریتم مستقل محاسباتی توانست در بررسی نحوه ی تخمین و تفاوت های برآوردی t1و تغییرات آهنگ آسایش طولی ?r1 این دو الگوریتم مستقل ما را یاری کند. نتایج چاپ شده هماهنگی کاملا بالایی بین تخمین های این دو الگوریتم مستقل در هر دو ناحیه بافتی را نشان دادند. در همین مطالعه به بررسی وابستگی ریلکسیویتی گادولینیوم به عنوان کنتراست ساز به غلظت های مختلف سرم آلبومین و گادولینیوم پرداختیم. پس از این مرحله و در ادامه ما به بررسی مدل حیوانی دارای تومور مغزی رسیدیم و با استفاده از تزریق کنتراست ساز gd-bsa به مدل حیوانی، نحوه ی نشت (در صورت وجود)کنتراست ساز به بافت های مختلف(تومور و نرمال) را در مقایسه با تصاویر mr قبل از تزریق، بررسی کردیم ; همچنین خطی بودن آهنگ آسایش طولی و غلظت تجمعی کنتراست ساز را در مغز مدل حیوانی مورد مطالعه ی عملی قرار دادیم. نتایج با توجه به این واقعیت که زمان آسایش طولی t1 بافت تومور کاهش و مقدار مطلوب ?r1 افزایش را نسبت به بافت نرمال نشان میدهند، نشت کنتراست ساز را در بافت تومور حکایت می کردند. در مرحله ی بعدی تحقیق نیز با بررسی و مقایسه روند هماهنگی جذب کنتراست ساز در بافت( که نشانگر آن تغییرات r1 است) با استاندارد طلایی quantitative-autoradiography نتایج حاکی از هماهنگی بالای غلظت تخمین زده شده توسط qar در مقایسه با روش mr در بافت تومور بود که توسط هر دو الگوریتم محاسباتی مستقل گاوس-نیوتن و سیمپلکس نیز تائید گردید و این سبب تعریف و مشخصه سازی بافتهای مغزی مورد مطالعه وتایید نشتی کنتراست ساز در بافت تومور بر خلاف بافت نرمال و نیز بررسی عملی خطی بودن این رابطه گردید. علاوه بر این دستاورد، این موضوع دیدگاه جدیدی را در زمینه ی استفاده از یک روش محاسباتی دیگر علاوه بر سیمپلکس به دست داد و ثابت شد که مشخصه سازی بافتی به الگوریتم محاسباتی نیز وابسته است و مشاهده گردید که الگوریتم محاسباتی پیشنهادی نتایج قابل اعتمادتری را به دست میدهد.

قبل از شروع براکی تراپی نیاز به انجام طراحی درمان است. تعیین توزیع و نوع چشمه های پرتویی جهت دستیابی به توزیع دز بهینه هدف اصلی طراحی درمان می باشد. به همین دلیل صحت عملکرد نرم افزار طراحی درمان می تواند نقش بسزایی در صحت درمان بیماران داشته باشد. هدف از این پروژه بررسی عملکرد یک نرم افزار طراحی درمان براکی تراپی با نام selectron است که کار طراحی درمان بیماران دارای سرطان های واژن و دهانه ی رحم را انجام می دهد. یک سیستم طراحی درمان استاندارد بر دو مرحله ی تکیه دارد: مرحله ی اول بازسازی چشمه های کاشته شده و مرحله ی دوم جمع زنی الگوهای دز چشمه های بازسازی شده ی اولیه که صحت انجام هر یک از این مراحل توسط نرم افزار مورد نظر بررسی شد. طی مراحل مختلف پروژه با استفاده از کد mcnp4c جهت شبیه سازی و اندازه گیری تجربی به کمک چیپس های tld، نرخ های دز اطراف چندین چینش درمانی به دست آورده شده و نیز داده های نرم افزار مورد نظر با نرم افزار طراحی درمانplato مقایسه گردید. فانتوم های ساخته شده برای انجام اندازه گیری های تجربی به شکل مکعب هایی از جنس پلکسی گلاس و با ابعاد cm3 30×30×30 بوده و برای یک چینش درمانی با اپلیکاتور سیلندر و در دو صفحه ی طولی و عرضی بدن بیمار طراحی شدند. شبیه سازی های مونت کارلو برای سه چینش درمانی سیلندر، دو چینش تندم و اووید و یک چینش اووید انجام شده و برای هر یک از چینش ها نیز توسط نرم افزارهای selectron و plato طراحی درمان انجام گرفت. نهایتا داده های به دست آمده از هر یک از روش های مذکور با یکدیگر مقایسه گردیدند. خطای به دست آمده بین داده های اندازه گیری و selectron و همچنین بین داده های شبیه سازی و selectron، در cm1 سر اپلیکاتور سیلندر به ترتیب 1/30% و 6/25% و در نقاط تجویز دز به ترتیب 7/8% و 5/4% شد. این در صورتی است که میزان خطا در نقاط مذکور بین داده های plato وselectron برابر با 3/2% به دست آمد. در مورد یک چینش تندم و اووید مقادیر اختلاف در نقاط تجویز دز سیستم منچستر و بین داده های mcnp و selectron برابر با 5/0%±5/2%، بین داده های mcnp و plato برابر با 8/0%±4/7%، و بین داده های plato و selectron برابر با 4/0%±4/5% شد. برای چینش های دیگر مورد مطالعه نیز نتایجی مشابه به دست آمد. نتایج حاصل حاکی از آن است که نرم افزار طراحی درمان selectron هم از نظر عملکرد طراحی درمان و هم از نظر اقتصادی برای مراکز براکی تراپی موجود در کشور نرم افزاری مناسب و قابل اعتماد بوده و می تواند جایگزینی برای نرم افزار های طراحی درمان خارجی هم رده ی خود باشد.

گروهی از بررسی ها نشان می دهند که تابش های یونیزان باعث نقص در ریلکس شدگی عروق خونی بدون تغییرویژگی های مورفولوژیکی رگها می شود. این اثر در دوز های پایین و در تابش های تمام بدنی هم ثابت شده است. از این رو در این مطالعه اثر تابش بلند مدت تمام بدنی گاما در حساسیت عروق خونی به نیتریک اکسید مورد بررسی قرار گرفت. 25 عدد موش صحرایی نر با نژاد ویستار (گرم 250- 200 ) به صورت اتفاقی به 5 گروه 5تایی تقسیم شده و تحت تاثیر تابش بلند مدت گاما شامل دوزهای تابشی انباشته 84/0، 1 ، 5/1، 2 و 5/2 گری در مدت 6 روز و به صورت تمام بدنی قرار گرفتند. در انتهای 6 روز آئورت سینه ای جدا و به حلقه های 2-3 میلیمتری تقسیم شده و به حمام بافتی منتقل و سپس در معرض l-nameدر غلظت4- 10 و استیل کولین در غلظت های 4- 10 تا 8- 10( به صورت تجمعی) قرار گرفتند و پاسخ های انقباضی به وسیله ترانسدیوسر ایزومتریک ثبت شد. نتایج به وسیله نرم افزار spss و تست دانکن و p<0.05 به عنوان سطح معنی دار مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. هیچ تفاوت معنی داری بین پاسخ های حلقه های آئورتی بین گروه های مختلف وجود ندارد و می توان نتیجه گرفت که تابش بلند مدت تمام بدنی گاما در مقادیر استفاده شده حساسیت عروق خونی به no را تغییر نمی دهد .

smartepants کد محاسباتی هسته ای است که از روش sn برای حل معادله ترابرد ذرات استفاده می نماید. خروجی کد شامل شار ذرات، جریان نشتی و تخلیه بار-انرژی است که در مختصات سه بعدی x-y-z برای جفت الکترون-فوتون بدست می آید. از کد cepxs برای تولید سطح مقطع های مورد نیاز smartepants استفاده می شود. کارایی کد smartepants در محاسبات مربوط به حفاظ گذاری ماهواره ها به اثبات رسیده است. با این وجود اشکال عمده این کد استفاده از کتابخانه های قدیمی می باشد. در این پروژه با استفاده از کتابخانه جدید و به روز epdl97(lawrence livermore laboratory) و نیز با بهینه سازی ساختار کد، زمان اجرا و دقت محاسبات را در مسائل مربوط به دزیمتری افزایش دادیم. بدین منظور ابتدا با استفاده از نرم افزار matlab، برنامه ای نوشته شد تا سطح مقطع های مورد نیاز smartepants را از epdl97 استخراج نماید. در ادامه جهت بررسی صحت و دقت smartepants و سطح مقطع های تولید شده، پنج مسئله را مورد ارزیابی قرار دادیم. ابتدا پارامترهای دزیمتری مربوط به چهار چشمه براکی تراپی (ir-192 best® model 2301 i-125, intersource i-125, ipl cs-137,) برای مقادیر مختلف گروه های انرژی (g)، ممان های لژاندر (l) و مرتبه های s محاسبه گردید. با مقایسه نتایج حاصله با مقادیر مرجع، از جمله tg-43، درستی و دقت محاسبات به اثبات رسید. همچنین با محاسبه تخلیه انرژی در یک نیمه هادی از جنس سیلیکون برای g، l و s های مختلف، حفاظ لازم جهت استفاده در سیستم های الکترونیکی ماهواره ها مورد بررسی قرار گرفت. با مقایسه نتایج حاصله با محاسبات مرجع انجام شده توسط کد its، صحت و دقت نتایج اثبات گردید. در نهایت با استفاده از دستورات openmp (که به منظور موازی سازی پردازشگر ها استفاده می گردد) و اعمال آن به کد smartepants، بر روی یک سیستم intel core i5 2.8 ghz ، زمان اجرای برنامه کاهش یافت. در این حالت مقدار افزایش سرعت و بازده محاسبات به ترتیب 86/1 و 7/46% بدست آمد. بهینه سازی های انجام شده بیانگر کاهش زمان اجرای برنامه به میزان قابل توجهی در مقایسه با کدهای مونت کارلو بود.

تصویر برداری تانسور انتشار از مهمترین روش های تصویر برداری تشدید مغناطیسی هسته ای است که اطلاعات مهمی را از نحوه انتشار ملکول ها در فایبرهای عصبی و غیر همگنی انتشار در نواحی مختلف بافت مغزی در اختیار قرا می دهد و در تشخیص بسیاری از بیماری های مغزی کاربرد پیدا کرده است. در نواحی از ماده سفید مغز که دو فایبر با جهت گیری متفاوت در یک واکسل از تصویر قرار می گیرند، سیگنال وابسته به انتشار ملکول ها برآیندی از سیگنال در دو جهت متفاوت خواهد بود و مدل استفاده شده برای بازسازی داده ها اطلاعات درستی را به دست نمی دهد. در این تحقیق مدلی بر مبنای روش های آماری و احتمالی برای انتشار ملکول ها در حالت های جهت گیری های چندگانه فایبرها در یک واکسل شبیه سازی شد. این مدل با استفاده از یک مجموعه داده تصویر برداری از یک مدل حیوانی و بازسازی آنها با کمک روش های خاصی که از هیچ فرضی برای مدل انتشار استفاده نمی کنند و همچنین با داشتن اطلاعات histology مربوط به این داده ها، ارزیابی شد. نتایج به دست آمده ضریب همبستگی بالایی (r=0.84 , p<0.0001) را بین مقادیر شبیه سازی و مقادیر حاصل از آنالیز داده های حیوانی نشان داد. با دستیابی به این هسته شبیه سازی عملا پارامتر های مهم و موثر بر تغییرات غیر همگنی مشخص گردید و تعیین شد که این مشخصه های اصلی که با مدل سازی به آن رسیده ایم، چگونه بر غیر همگنی انتشار در آن ناحیه اثر گذار است. تاثیرات پارامتر های مشخصی که در مدل به عنوان متغیر مطرح بود مانند دمای محیط، شعاع فایبرها و زاویه سمت گیری بین دو فایبر بر تغییرات غیر همگنی بررسی شد. نتایج این بررسی نشان داد که زاویه سمتگیری بین باندل ها به عنوان پارامتر اصلی در تغییرات الگوی انتشار ملکول ها و در نتیجه در تغییرات غیر همگنی در ناحیه فایبر های چندگانه مطرح است و بیشترین تاثیر را نسبت به سایر پارامتر ها بر سیگنال در آن ناحیه دارد. از این نتیجه می توان در بررسی سیگنال وابسته به انتشار در نواحی شامل خم خوردگی فایبر ها و یا تقاطع فایبرها استفاده کرد.

در این تحقیق، امکان پذیر بودن درمان سرطان تیروئید با بیم پروتونی و به روش اسکن خطی بررسی می شود. در ابتدا برای اینکه بتوان به نتایج حاصل از شبیه سازی اعتماد کرد، منحنی دز عمقی در آب حاصل از شبیه سازی با کد مونت کارلوی fluka برای یک بیم پروتونی باریک 70.1 مگاالکترون ولت، با منحنی تجربی بدست آمده در مرکز درمان سرطان md anderson واقع در دانشگاه تگزاس آمریکا، مقایسه شده است. سپس، با شبیه سازی یک فانتوم ساده ی چندلایه از ناحیه ی گردنی، مناسب ترین بازه ی انرژی پروتون برای درمان یک تومور تیروئید با ضخامت معین، تعیین شده است.. برای این فانتوم ساده، تعداد فوتون ها و نوترون های ثانویه ناشی از برهمکنش پروتون های اولیه با لایه های مختلف بافتی در انرژی های مختلف بیم پروتونی اولیه، برآورد شده است. همچنین با شبیه سازی یک هندسه ی دقیق تر از فانتوم گردن، طیف فوتون ها و نوترون های ثانویه ی تولید شده، بدست آمده است. نهایتا دز معادل موثر برخی از بافت های بعد از حجم هدف و اطراف آن ناشی از نوترون های ثانویه برای وقتی که بیم پروتونی 54 مگاالکترون ولت به فانتوم برخورد می کند و همچنین فلاکس نوترون های ثانویه در فاصله ی 1 متر ی از مرکز محور میانی فانتوم دقیق گردن در انرژی های 34 و 54 مگا الکترون ولت بیم پروتونی اولیه ، محاسبه شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان دادند که منحنی دز عمقی، توافق خوبی با منحنی تجربی داشته است. لذا نتایج حاصل از شبیه سازی می توانند قابل اعتماد باشند. مناسب ترین بازه ی انرژی برای درمان تومور تیروئید، بین 42 تا 54 مگا الکترون ولت بوده است. تعداد فوتون ها و نوترون های تولید شده به ترتیب توابعی خطی و درجه دوم از انرژی پروتون اولیه بودند. در حالت برخورد یک بیم پروتونی 54 مگاالکترون ولت به فانتوم، حنجره و نای بیشترین مقدار دز معادل موثر را ناشی از نوترون های ثانویه دارا بودند. با توجه به کل نتایج بدست آمده می توان گفت که امکان انجام عملی درمان سرطان تیروئید با بیم پروتونی در آینده وجود دارد.

هدف از این تحقیق بررسی کیفیت تصاویر دستگاههای رادیوگرافی معمولی و دستگاههای رادیوگرافی دیجیتال و کامپیوتری و همچنین میزان دز داده شده به بیمار در هر سه نوع دستگاه در تصویربرداری chest وabdomen است . این مطالعه بر روی شش دستگاه رادیوگرافی معمولی موجود در بیمارستان شهید فقیهی ، چهار دستگاه رادیوگرافی کامپیوتری موجود در مراکز تصویربرداری دکتر راسخی ، بیمارستان کوثر ، بیمارستان رجایی و mri انجام گرفته است . در این مطالعه در ابتدا دستگاههای ذکر شده مطابق با دستورالعمل سازمان انرژی اتمی ایران کنترل کیفی شده و پس از آن با استفاده از یک دستگاه اندازه گیری دز سطحی رسیده به پوست بیمار اندازه گیری شده و سپس با استفاده از فانتوم cdrad2 تصویربرداری از قفسه سینه و abdomen برای یک مرد استاندارد 70 کیلوگرمی با استفاده از ورقه های پلکسی گلاس برای ایجاد ضخامت مناسب در هر دستگاه صورت پذیرفت . نتایج کیفیت تصاویر دستگاهها به صورت عددی با پارامتر iqf و همچنین نمودار کنتراست جزییات بیان می گردد هرچه تصویر iqfبالاتری داشته باشد تصویر حاصله کنتراست و جزییات بیشتری را نشان می دهد. نتایج حاصل از این تحقیق به شرح زیر است : از بین 6 دستگاه رادیوگرافی معمولی تنها 4 دستگاه از لحاظ کنترل کیفی خطایی در رنج استاندارد داشته اما دستگاههای رادیوگرافی کامپیوتری و دیجیتال خطایی در رنج استاندارد داشتند بنابراین 4 دستگاه رادیوگرافی معمولی و 4 دستگاه رادیوگرافی کامپیوتری و یک دستگاه دیجیتال مبنای مطالعه قرار گرفته است . میانگین دز داده شده در دستگاههای رادیوگرافی در آزمایش chest برابر با 457.58 میکروگری و در آزمایش abdomen برابر با 86/3250 میکروگری است این نتیجه برای دستگاههای رادیوگرافی کامپیوتری به ترتیب 87/386 میکروگری و 35/2666 میکروگری است و با استفاده از تنها دستگاه دیجیتال موجود در استان فارس این نتیجه به ترتیب برابر با 2/2527 میکروگری و 06/3630 است . متوسط iqfinv دستگاههای رادیوگرافی معمولی در آزمایش chestبرابر با 897/2و در آزمایش abdomen برابر با 027/3ودر دستگاههای کامپیوتری به ترتیب برابر است با 995/2در آزمایش chest و340/3 در آزمایش abdomen و این نتیجه در دستگاه رادیوگرافی دیجیتال در آزمایش abdomen برابر با 808/4 و در آزمایش chest با 317/3 برابر است . آنچه از نتایج برمی آید متوسط دز دریافتی بیماران با استفاده از دستگاههای رادیوگرافی کامپیوتری از سایر دستگاهها در هر دونوع آزمایش کمتر بوده است و بالاترین کیفیت تصویر متعلق به دستگاه دیجیتال در هر دو نوع آزمایش است اما در مقایسه بین دو دستگاه رادیوگرافی معمولی و کامپیوتری در آزمایش chest میزان iqf تصویر گرفته شده با دستگاه رادیوگرافی معمولی به طور متوسط بالاتر است حال آنکه در آزمایش abdomen این نتیجه بر عکس است .

انجام طراحی درمان پیش نیاز درمان توسط انواع مختلف براکی تراپی است. هدف اصلی طراحی درمان اعمال دز کشنده به بافت تومور می باشد، در حالی که حداقل دز به ارگان های حساس وارد شود. عملکرد صحیح نرم افزار های طراحی درمان مستلزم استفاده از فرمالیسم محاسباتی دز مناسبی می باشد. امروزه فرمالیسم tg-43 به عنوان فرمالیسم مرجع دزیمتری در سیستم های طراحی درمان مورد استفاده قرار می گیرد. هدف از این رساله طراحی و بررسی عملکرد یک نرم افزار طراحی درمان براکی تراپی درون حفره ای جدید برای چشمه ی سزیم 137 مدل سلکترون است که علاوه بر توانائی انجام طراحی درمان دوبعدی بر اساس تصاویر رادیولوژی، قادر به انجام طراحی درمان سه بعدی معکوس بر اساس تصاویر سطح مقطعی mri و یا ct نیز باشد. نرم افزارهای قدیمی مورد استفاده در ایران برای این نوع درمان از جمله نرم افزارهای plato و stps، از الگوریتم های قدیمی محاسبه ی دز براساس محاسبه ی اکسپوژر با اعمال ضرایب پراکندگی بافت استفاده می کنند. در این نرم افزار ها اثر تضعیف ناشی از چشمه های فعال و اسپیسر ها، اثر شیلدینگ اپلیکاتورها، اثر ناهمگنی بافت بر توزیع دز در اطراف چشمه ها نادیده گرفته می شود. در نرم افزار طراحی شده در این تحقیق، ضمن در نظر گرفتن اثرات ناشی از چشمه ها، اپلیکاتورها و ناهمگنی بافت از فرمالیسمtg-43u1 به عنوان فرمالیسم محاسباتی دز استفاده می کند، به این ترتیب که پارامترهای دزیمتری هر یک از چشمه های فعال را به عنوان ورودی دریافت می کند و توزیع دز در اطراف هر چینشی از چشمه های فعال و اسپیسر ها را با استفاده از اصل برهم نهی دز محاسبه می کند. از آنجا که پارامترهای دزیمتری هر چشمه در حضور اپلیکاتور و سایر چشمه های فعال محاسبه می شود، توزیع دز نهائی به دست آمده، با احتساب اثر شیلدینگ اپلیکاتور و سایر چشمه ها خواهد بود. در این نرم افزار امکان تصحیح توزیع دز در ناهمگنی ها نیز وجود دارد. در نهایت عملکرد این نرم افزار توسط شبیه سازی مونت کارلو و دزیمتری tld نیز بررسی گردید. نتایج این تحقیق تطابق خوبی میان نتایج نرم افزار طراحی شده و نتایج شبیه سازی مونت کارلو را نشان می دهد به علاوه این نرم افزار قادر به تصحیح اثرات ناهمگنی بافت با خطای کمتر از 1% است. به علاوه این نرم افزار قادر به انجام طراحی درمان معکوس است به این ترتیب که با دریافت تصویر ct بیمار و تعیین اندام های مختلف (ptv و oars ) بر روی آن، نرم افزار به کمک روش بهینه سازی خطی دوگانه چینش بهینه از چشمه های فعال و غیر فعال را برای وارد کردن دز کشنده به بافت تومور و کنترل دز بافت های سالم را به دست می دهد.

در این پایان نامه روشی جدید برای ثبت تصویر دو بعدی-سه بعدی ارائه شده است که در تعیین موقعیت بیمار در رادیوتراپی مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش برای سرعت دادن به ثبت تصویر به جای استفاده از تمام المان های حجمی تصویر سی.تی، ابتدا با استفاده از آشکارساز canny تنها المان هایی که دارای اطلاعات با ارزشتر تصویر هستند، استخراج می کنیم و سپس با استفاده از آنها تصویر drr را بازسازی می کنیم. با این عمل تعداد داده های مورد استفاده به کمتر از 4 درصد داده های اولیه کاهش داده شده است. علاوه بر این برای افزایش همبستگی میان تصویر drr تولید شده از این طریق با تصویر دو بعدی گرفته شده در حین درمان، فیلتر log به تصویر دو بعدی گرفته شده در حین درمان اعمال داده شد. برای ارزیابی نتایج، این روش بر روی داده های شبیه سازی شده و داده های بانک اطلاعاتی دارای استاندارد طلایی مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از اعمال این روش به داده های شبیه سازی شده نشان می دهد بازه ی همگرایی این روش برابر با mm6 بوده و میانگین خطای هدف ثبت تصویر (mtre) برای این روش در بازه ی همگرایی کمتر از mm5/0 می باشد. نتایج به دست آمده از اعمال این روش به داده های بانک اطلاعاتی دارای استاندارد طلایی نیز نشان دهنده ی بازه ی همگرایی mm6 و خطای mm34/0 در بازه ی همگرایی می باشد. این نتایج بهبود نسبت به سایر روش هایی که به وسیله ی این بانک اطلاعاتی مورد ارزیابی قرار گرفته اند را نشان می دهد.

یکی از روشهای اندازه گیری غیرفعال سطح پرتودهی گاز رادن در بازه های زمانی طولانی استفاده از ssntd یا آشکارسازهای ردپای هسته ای حالت جامد است. رادن ذرات آلفا گسیل می کند که در ssntd به شکل ردپای نهان ثبت می شود. از انواع این آشکارسازها می توان به فیلمهایی از جنس پلی کربنات اشاره کرد. از آنجاییکه ماده اصلی سازنده لوحهای فشرده پلی کربنات و از طرفی ساختار مولکولی پلی استرها همچون پلی کربنات ها طویل است پس می توان انتظار داشت که رادون و دخترانش دارای تأثیر مشابه بر روی لوحهای فشرده و فیلمهای رادیولوژی و mri ( که نوعی پلی استر هستند) باشند. در این تحقیق تأثیر گاز رادون-220 و رادن -222 بر دو نمونه متفاوت پلی استر (فیلم رادیولوژی و فیلم mri) و یک نمونه پلی کربنات ضخیم (لوح فشرده) مورد بررسی قرار گرفته شد. بدین منظور پنج مارک مختلف فیلم رادیولوژی و فیلم mri که پایه آنها پلی استر است و چهار مارک مختلف لوح فشرده انتخاب شدند . از آنجاییکه برای استفاده از آنها به عنوان آشکارساز ردپای خورشی حالت جامد نیاز به منحنی کالیبراسیون است، با استفاده از چشمه استاندارد رادن-222 به انجام کالیبراسیون برای یک مارک خاص از هر کدام پرداختیم. همچنین یافتن شرایط بهینه خورش الکتروشیمیایی از اهداف این تحقیق بوده است. پس از انجام مراحل بالا نمودار کالیبراسیون برای این نوع فیلم ها به دست آمد. ضرایب کالیبراسیون نمونه فیلم رادیولوژی، فیلم mri و لوح فشرده نسبت به رادون-222 به ترتیب برابر با (cm-2kbq-1d-1m3) 591/0 ± 767/8 ، (cm-2kbq-1d-1m3) 25/1 ± 19/12 و (cm-2kbq-1d-1m3) 09/0 ± 36/0 به دست آمد و حساسیت آنها نسبت به رادون- 220 به ترتیب برابر با (cm-2kbq-1d-1m3) 6 /0 ± 028/0، (cm-2kbq-1d-1m3) 013/0 ± 178/0 و (cm-2kbq-1d-1m3) 00013/0 ± 0024/ تخمین زده شد.

حرکت تومور ریه ناشی از تنفس، استفاده از حاشیه های بزرگ را هنگام تولید حجم هدف طراحی (ptv) ملزم می سازد. چون حرکت تومور تا 5 سانتی متر بوسیله چندین محقق گزارش شده اند، تعیین دقیق حاشیه داخلی (im) برای اضافه شدن به 3d ctv ضروری می باشد. اهداف این مطالعه، مقایسه تفاوت ها در حجم های بین ptv های تولید شده توسط 4d-ct و 3d-ct برای درجه های متنوع حرکت تومور، مطالعه امکان تولید مدل قفسه سینه سریع مناسب برای شبیه سازی حرکت ریه توسط شیوه المان محدود (fe) و پیشنهاد یک شیوه جدید برای کاهش حرکت تنفسی تومورهای ریه به کمتر از 5 میلی متر، می باشد. یک فانتوم متحرک برای شبیه سازی حرکت ریه استفاده شد. سه بلاک پاک کن به فانتوم متصل شدند و یک 3d-ct و یک 4d-ct گرفته شد. سپس ptv ها ترسیم شدند و مقایسه گردیدند. همچنین جابجایی های متنوع تومور ریه با استفاده از چهار بلاک پاک کن بررسی شد. برای ساختن مدل المان محدود سریع (fe)، برای شش بیمار با سایزهای قفسه سینه متفاوت، دو دسته تصویر سی تی در مراحل دم و بازدم در هنگامی که تنفس متوقف شده است، در موقعیت خوابیده بیمار گرفته شدند. پارامترهای مدل fe بر روی سه بیمار میزان سازی شدند. همچنین در این مطالعه قابلیت کاهش حرکت ریه توسط یک بالن باد شده با استفاده از شیوه fe بررسی گردید. تصاویر اسکن سی تی شش بیمار برای شبیه سازی ریه با استفاده از شیوه fe استفاده گردید. سپس یک بالن باد شده داخل مدل ریه میزان سازی شده برای هر بیمار شبیه سازی گردید. در حالیکه بالن حفره ریه را در طول کل دوره تنفس در بر گرفته بود. نتایج این مطالعه نشان می دهد که 4d-ct پتانسیل کاهش سایز ptv های تومور ریه را با حذف کردن حاشیه im دارد. برای جابجایی های بزرگ تومورها استفاده از 4d-ct شانس از دست دادن تومور را کاهش داده و احتمال کنترل تومور را بهبود می بخشد. در مد پیش بینی کننده، میانگین تفاوت ها بین نشانه های موجود در تصویر و نشانه هایی که بوسیله مدل، پیش بینی شده بودند، 2/4 میلی متر بود. بکارگیری بالن نشان داد که برای کاهش حرکت ریه مناسب است و سبب کاهش حرکت تومور نزدیک به دیواره ریه به کمتر از 5 میلی متر می گردد.

در این تحقیق بیم های فوتونی 6mv و 18mv شتابدهنده خطی پزشکیvarian clinac 2100c/d توسط کد مونت کارلوی mcnp4c شبیه سازی شده و منحنی های درصد دز عمقی و پروفایل های دز حاصل از شبیه سازی و اندازه گیری تجربی در فانتوم آب ptw مقایسه گشته اند. اجزای سر شتابدهنده که مدل شده اند شامل هدف، کولیماتور اولیه، پنجره خروجی، فیلتر مسطح کننده، کولیماتورهای ثانویه و صفحه مایلار می باشند. پس از سنجش صحت مدل در میدان مرجع 10×10?cm?^(2 ) ، شبیه سازی و اندازه گیری در میدان 15×15?cm?^(2 ) برای هر دو بیم فوتونی و در میدان 30×30?cm?^(2 ) برای بیم18mv تکرار گشته اند. ابعاد فانتوم آب در شبیه سازی ها 50×50×50?cm?^2 و در فاصله 100cm از چشمه (ssd=100cm) در نظر گرفته شده است. چشمه الکترونی تعریف شده، چشمه ای نقطه ای با طیف انرژی دارای توزیع گوسی می باشد. در مورد منحنی های pdd نتایج حاصل از محاسبات mcnp در مقایسه با داده های تجربی، توافق خوبی را در حد 2% برای نقاط پس از ناحیه build up در تمام میدان های مورد بررسی نشان می دهند. در مورد پروفایل های پرتو، اندازه گیری ها و محاسبات در سطح دز 100-50% در حد 2% ، در ناحیه نیم سایه در حد 2mm و برا ی دنباله میدان در حد 5% در هر سه عمق تحت بررسی برای میدان های 10×10?cm?^(2 )و 15×15?cm?^(2 ) توافق دارند اما در میدان 30×30?cm?^(2 ) پروفایل های به دست آمده از محاسبات دارای شاخ بوده اند که این در هر سه عمق مورد بررسی قابل مشاهده است. علت این امر می تواند در نظر نگرفتن توزیع مکانی برای چشمه الکترونی باشد که اثر آن در میدان های بزرگ قابل مشاهده است.

محاسبات دز با استفاده از شبکه عصبی برای شتاب دهنده خطی واریان c 2100 بر پایه شبیه سازی توسطکد مونت کارلوmcnp5 و داده های تجربی چکیده محاسبات دز با استفاده از شبکه عصبی برای شتاب دهنده خطی واریان c 2100 بر پایه شبیه سازی توسطکد مونت کارلوmcnp5 و داده های تجربی توسط مهدی سعیدی مقدم مونت کارلو یکی از ابزارهای بسیار متداول در دزیمتری پزشکی به دلیل دقت بالا می باشد با این وجود طبیعت الگوریتم مونت کارلو زمان مورد نظر برای یک محاسبه نوعی در کاربردهای بالینی از استانداردها تجاوز می کند. روش های متعددی از جمله tg-43 برای ادغام دقت مونت کارلو و زمان بندی مورد نیاز در کاربردهای پزشکی آزموده شده است.اگرچه فرض همگن بودن محیط موجب ساده سازی شده است.در این تحقیق ما یک شبکه عصبی مصنوعی(ann) به منظور کاهش زمان محاسه دوز با به کارگیری شبیه سازی صحیح دزیمتری با کد mcnp5 مونت کارلو طراحی و پیاده سازی نموده ایم. ورودی شبکه ann، مختصات، اندازه میزان، انرژی باریکه و چگالی است و همچنین خروجی درصد دوز عمقی و درصد پروفایل دوز است. 70% از داده های برای آموزش و 30% برای تست شبکه انتخاب شده است. بعد از بررسی های الگوریتم های آموزش های مختلف، توانستیم مناسب ترین الگوریتم را بدست آوریم. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی و خروجی شبکه عصبی درصد خطای نسبی را برای روش trainbfg کمترین مقدار ممکن را نشان می دهد. نتایج ماکزیمم خطا را برای درصد دوز عمقی %0.6 و برای پروفایل دوز %4.5 در شبیه سازی ها نشان می دهد.

پدیده دو فازی جزء ذاتی فرایندهای جوشش و چگالش می باشد که امکان انتقال حرارت با شار بالا را در مبدلهای فشرده همانند مبدلهای استفاده شده در نیروگاه های هسته ای فراهم می نماید. این پدیده در راکتور های آب جوشان به طور مداوم و در راکتورهای آبی تحت فشار و دیگر راکتور هایی که به وسیله مایع خنک می شوند، در شارهای حرارتی بالا رخ می دهد. ضریب حفره یکی از مهمترین کمیتها در اندازهگیری و پیشبینی پارامترهایی همچون چگالی متوسط، افت فشار و الگوی جریان در جریانهای دو فازی درون لولهها میباشد. در این رساله تلاشهایی به منظور اندازه گیری ضریب حفره بر اساس تضعیف تابش در جریان دوفازی درون لوله های عمودی به روشهای آزمایشگاهی و عددی صورت گرفته است. در آزمایشات، جریان دوفازی توسط یک لوله عمودی پر شده با فانتوم های پلی اتیلن مناسب جهت شبیه سازی سه رژیم متفاوت جریان همگن، حلقوی و لایه ای مدل شد. در این مجموعه آزمایشی از یک چشمه پرانرژی سزیم- 137 و یک آشکارساز سنتیلاتور یدور سزیم و یک سیستم طیف نگار با چیدمان مناسب در اطراف لوله استفاده گردیده است. پرتوهای عبوری از لوله و پرتوهای پراکنده شده در مکان های مختلف اطراف لوله به وسیله آشکارساز اندازه گیری شده است. در روش عددی هندسه مدل گردید. آزمایشات نشان داد که با استفاده ازسیستم چند پرتویی گاما mcnp ی آزمایشگاهی توسط کد محاسباتی 5 می توان میزان ضریب حفره را با کمترین وابستگی به الگوی جریان دوفازی تشخیص داد. همچنین یک چیدمان هندسی بهینه از سنجه پرتویی بر اساس داده های آزمایشگاهی و عددی برای تعیین ضریب حفره پیشنهاد داده شده است. بر اساس یافته های این تحقیق، روش استفاده از سنجه چند پرتویی گاما اطراف یک لوله امکان سنجش ضریب حفره با قابلیت اطمینان بالا را در استفاده از آن به عنوان یک سیستم جریان سنج دو فازی دارد.

سرطان پستان شایع ترین سرطان در زنان و پنجمین علت مرگ ناشی از سرطان در زنان ایرانی است. میزان بروز سالیانه بیش از 7770 نفر می باشد. با توجه به حساس بودن این بافت نسبت به اشعه، انتخاب روشی که در عین کم بودن مقدار دوزی که به بافت پستان می رساند، بتواند تصویری مطلوب نیز ارائه دهد، حائز اهمیت است. بنابراین در این پژوهش ، دوز و کیفیت تصویر در سه روش مختلف برای تشخیص و پیشگیری از سرطان پستان، اندازه گیری و مقایسه گردیدند. برای محاسبه ی دوز پستان از شبیه سازی مونت کارلوی فانتوم فشرده ی پستان در ماموگرافی و شبیه سازی فانتوم نرمال در سی تی، استفاده شده است. هندسه ی مورد استفاده در این شبیه سازی ها با حداقل مقدار خطا انجام شده است. برای به دست آوردن دوز در هر سیستم، تیوب اشعه ایکس و تخت نگهدارنده بیمار شبیه سازی شدند. در روش کار آزمایشگاهی، برای انجام آزمایش سی تی، پستان نرمال راندو فانتوم استفاده شد و برای انجام آزمایش ماموگرافی، یک فانتوم پستان فشرده با ضخامت 4 سانتیمتر و از جنس پلکسی گلاس ساخته شد و سپس برای تعیین میزان دوز دریافتی در هر نقطه ی این فانتوم ها، تعدادی tld در این فانتوم ها جایگذاری گردید و سپس فانتوم ها تحت تابش سیستم های مورد نظر قرار گرفتند. پس از آن tld ها با دستگاه هارشاو خوانده شدند. برای تعیین کنترل کیفی سیستم های مورد استفاده و کنتراست رزولوشن تصاویر از فانتوم کنترل کیفی مخصوص این کار استفاده شد. و برای به دست آوردن تصویر بهینه در سی تی، آزمایش با چند ولتاژ مختلف انجام شد. مقدار دوز دریافتی در ماموگرافی، با افزایش عمق، قابل چشم پوشی است. دوز دریافتی پستان های تحت تابش سیستم ماموگرافی به طور میانگین 2.5 میلی گری می باشد. میانگین دوز در سی تی، در ولتاژی با تصویر بهینه 14.5 میلی گری به دست آمد. اهمیت تصاویر حاصل از سی تی اسکن نداشتن مشکل همپوشانی بافت ها می باشد. تصاویر ماموگرافی دیجیتال نسبت به ماموگرافی معمولی، از کیفیت بالایی برخوردار بود .

چکیده ساخت بتن سنگین و بررسی لایه نیمهجذبی بین گالینا به روشمونت کارلو و مقایسه آن با نتایج تجربی به کوشش سیروس قادری برمی ضرورت و ظرفیت بتن برای تحقیق در موضوعات مختلف مهندسی من جمله بحث ایمنی در مقابل حفاظت پرتوهای یونساز حائز اهمیت است. لذا برای حفاظت در برابر پرتوهای یونساز یکی از مهمترین اصول کار با مواد رادیواکتیو و دستگاههای تولید اشعه میباشد. در طراحی حفاظتهای بیولوژیکی، باید دو نوع تشعشع را در نظر گرفت. اول، اشعههای x و گاما، که قدرت نفوذ زیادی دارندف ولی با استفاده از مواد با دانسیته بالا میتوانند به نحو مطلوبی جذب شوند. دومین نوع تشعشع، نوترونها هستند که ذرات سنگین هسته اتمیاند و بار الکتریکی حمل نمیکنند. در نتیجه، نوترونها تحت اثر میدان الکتریکی در محیط قرار نمیگیرند و بنابراین، فقط در تصادم با هسته اتمی سرعتشان کاهش مییابد. بتن در حفاظگذاری بیولوژیک رآکتورهای هستهای و اتاقهای رادیوتراپی مگاولتاژ از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق با استفاده از کانی گالنا دو نوع بتن سنگین با درصد مختلف آب به سیمان (نسبت 6% و 3%) و یک بتن معمولی با چگالی 2300 به عنوان مرجع ساخته شده است. نسبتهای مختلف آب به سیمان به کار رفته به منظور بررسی تفاوت در میزان جذب نوترونی منظور شده است. برای تولید این بتن علاوه بر مواد اصلی تشکیلدهنده بتون یعنی سیمان، میکروسیلیس و آب که در نسبتهای آزمایشی مشخصی مورد استفاده قرار گرفت، از کانیهای گالنا (محتوی سرب) استفاده گردید. نمونههای ساخته شده از نظر چگالی، تضعیف پرتو، استحکام و ... مورد آزمایش قرار گرفتند. چگالی نمونههای بتن ساخته شده در این تحقیق بسیار بالا بوده و در حد 5000 تا 5200 قرار داشت. اندازهگیری لایه نیمجذب نمونههای بتن برای تضعیف پرتوهای گامای 66/0 تابش شده از سزیم -137، لایه نیمجذبی معادل 45/1 را نشان داد. مقاومت فشاری نمونههای ساخته شده نیز قابل توجه بوده و از تغییراتی معادل 628-685 قرار داشت. مقایسه چگالی، لایه نیمجذب برای پرتوهای گاما و مقاومت فشاری نمونههای بتن ساخته شده در این تحقیق با نمونههای گزارش شده در سایر مطالعات در ایران و سایر کشورها از منحصربه فرد بودن این نمونهها حکایت دارد. بدین ترتیب با استفاده از یک ترکیب بهینه از عوامل تشکیلدهنده بتن، به ویژه بهرهگیری از سنگ معدن گالنا که به وفور در کشور یافت میشود، ساخت حفاظهای پرتوی با قابلیتهای بسیار بالا در بخش-هایی نظیر رآکتورهای هستهای و اتاقهای رادیوتراپی امکانپذیر شده است.

هدف از نمودارگیری به روش تشدید مغناطیس هسته ای اندازه گیری مشخصات پتروفیزیکی مخازن مانند تخلخل، تراوایی و تشخیص نوع هیدروکربن ها می باشد. نمودارگیری به روش تشدید مغناطیس هسته ای در مقایسه با روشهای مرسوم مانند نوترون، مقاومت الکتریکی و گاما تنها روش نمودارگیری است که علاوه بر نداشتن خطرات مواد رادیواکتیو، قادر است کلیه پارامترهای پتروفیزیکی فوق را به طور مستقیم، حتی در حین حفاری اندازه گیری نماید و از این جهت مورد توجه شرکتهای حفاری و مراکز تحقیقاتی در حوزه نفت و گاز قرار گرفته است. در این تحقیق با استفاده از تبدیلات معکوس لاپلاس برای حل مسائل بد وضع نرم افزاری جدید در محیط فرترن به نام لاگ ایران طراحی، آزمایش و تأیید گردید. این برنامه قادر است داده های نویزی دستگاه نمودارگیری به روش تشدید مغناطیس هسته ای را به توزیع زمان آسایش عرضی t2 تبدیل کند، که با استفاده از آن می توان تراوایی، تخلخل و نیز نوع هیدروکربن ها را به دست آورد. در این روش سیگنال دستگاه تشدید مغناطیس هسته ای در محیطهای مختلف بر اساس مشخصات پتروفیزیکی سنگهای مخازن بدون نویز و همراه با نویز شبیه سازی گردید. و در هر مرحله توانایی نرم افزار در پیدا نمودن توزیع زمانهای t2 و میزان دقت آن مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور ارزیابی نرم افزار در تجزیه و تحلیل نمودارهای واقعی و تأیید عملکرد آن از یک نمودار که توسط شرکت شلمبرگر در ایران و توسط ابزار نمودارگیری به روش تشدید مغناطیس هسته ای به دست آمده بود استفاده گردید و خروجی این نرم افزار با نمودار به دست آمده توسط این شرکت مقایسه و عملکرد آن مورد تأیید قرار گرفت. همچنین داده های به دست آمده با داده های به دست آمده از نرم افزار پیشرفته شرکت logic مقایسه و عملکرد آن مورد تأیید قرارگرفت. نتایج حاصله نشان می دهند که این نرم افزار را می توان برای تجزیه و تحلیل سیگنالهای بسیار نویزی دستگاه نمودارگیری به روش تشدید مغناطیس هسته ای و نیز در کاربردهایی که نیاز به محاسبه توزیع زمانهای t2 داریم مانند ام آر آی در پزشکی و یا موارد مشابه مورد استفاده قرار داد.

ما در این تحقیق دو هدف را دنبال کردیم. هدف اول بدست آوردن شار انرژی و طیف چشمه ی نوترونی pu-be واقع در مرکز تابش دانشگاه شیراز و هدف دوم طراحی سیستمی جهت افزایش شار نوترون حرارتی چشمه مورد نظر در فواصل مختلف از چشمه بوده است. برای رسیدن به هدف اول ابتدا با استفاده از کد mcnpx شار و انرژی و طیف نوترونها را در فواصل مختلف از چشمه بدست آوردیم و در ادامه بصورت تجربی با اکتیو کردن ورقه های طلا توسط چشمه شار نسبی را در فاصله های مشخص از چشمه بدست آوردیم. برای رسیدن به هدف دوم که طراحی سیستمی جهت افزایش شار نوترون حرارتی می باشد در شبیه سازی بوسیله کد mcnpx از افزاینده و رفلکتور با ضخامت های مختلف اطراف چشمه استفاده کردیم و با مقایسه حالت های مختلف بهترین حالت را در بین آنها انتخاب کردیم. در پایان موفق شدیم شار نوترونهای حرارتی را 5/2 برابر افزایش دهیم.

اندازه گیری گازهای رادن و تورون به دلیل افزایش احتمال ایجاد سرطان برای افراد استنشاق کننده این گازها، از اهمیت بالایی برخوردار است. بنابراین محققان سراسر دنیا، به دنبال تهیه ی نقشه ی پراکندگی و تعیین محل های با میزان رادن بالا می باشند. از آن جا که منشا این گازها از خاک می باشد لذا اندازه گیری میزان رادن در خاک یکی از مهمترین روش های تعیین میزان رادن محیط است. در نتیجه در این تحقیق به طراحی و ساخت سیستم اندازه گیری رادن با قابلیت جداسازی تورون پرداخته شده است. اتاقک نفوذی طراحی شده، به روش غیرفعال به وسیله آشکار ساز لگزان، بسیار ارزان قیمت، از دو فیلم و دو فیلتر تشکیل شده است و در نتیجه قابلیت جداسازی تورون را دارا می باشد و مقدار دقیق رادن را به ما خواهد داد. در این تحقیق، فاصله قرار گرفتن بهینه ی فیلم از فیلتر محاسبه شده است و ضریب حساسیت دستگاه برای فیلم پایین و بالا در اندازه گیری رادن track.cm-2(kbq.m-3d)-1 16/85 و 39/0±25/17 و برای تورون صفر و05/0± 76/1 به دست آمده که نشان می-دهد اتاقک نفوذی طراحی شده قابلیت جدا سازی تورون را دارد. اعداد مربوط به حساسیت نشان می دهد که فیلم بالایی اتاقک همزمان نسبت به تورون و رادن حساس می باشد، در حالی که فیلم پایینی تنها نسبت به رادن حساس می باشد. به این ترتیب با استفاده از اتاقک نفوذی با دو فیلم امکان اندازه گیری همزمان و مجزای رادن و تورون وجود دارد. این دستگاه، طراحی و ساخته شده و در خاک رامسر مورد آزمایش قرار گرفته است و با روش فعال (آلفا گارد) در همان نقاط مقایسه شده است و نتایج به دست آمده در روش غیر فعال (اتاقک نفوذی طراحی شده با دو فیلم) در مقایسه با روش اندازه گیری رادن در خاک به روش فعال (آلفاگارد) قابل قبول می باشد و مقدار کمی اختلاف دیده می شود که ناشی از اختلاف دو روش است. آشکارسازهای فعال معمولا گران قیمتند و چون از پمپ استفاده می شوند لذا مکش پمپ، می تواند شرایط اندازه گیری را تغییر دهد. در نتیجه اتاقک نفوذی طراحی شده با دو فیلم با استفاده از آشکارساز لگزان، قابلیت اندازه گیری رادن در خاک را دارا می باشد. همچنین دستگاهی ارزان قیمت و دارای کیفیتی قابل قبول با قابلیت جداسازی تورون به روش غیرفعال می باشد.

جدیدترین روش درمان سرطان پستان، براکی تراپی سطحی به کمک اپلیکاتورهای accuboost است. این درمان افزوده پس از پوتودهی کلی، دربافت متراکم شده بوسیله واحد ماموگرافی انجام می شود. در این تحقیق بررسی رفتار مکانیکی پستان در بارگذاری ماموگرافی، جابجایی المان های ?ان و توزیع دز در بافت متراکم و غیر متراکم بررسی می شود. در ابتدا تصاویر ماموگرافی و mri از 6 نفر داوطلب تهیه گردید. توزیع دز بافت متراکم با کمک شبیه سازی مونت کارلو در کد mcnp5 بدست ?امد. جابجایی المان های پستان نیز به کمک روش اجزا محدود )fem( شبیه سازی و در نرم افزار abaqus محاسبه شده و بدین ترتیب توزیع دز بافت غیر متراکم بدست ?امد. به منظور اعتبار سنجی تمام ابزار درمان به طور کامل شامل اپلیکاتورها، فانتوم معادل بافت پلی ونیل الکل و مجموعه های مورد نیاز برای پرتودهی و متراکم کننده ساخته شدند. دزیمتری به کمک دزیمترهای ترمولومینسانس )tld( کارگذاشته درون فانتوم انجام و سپس با نتایج کد mcnp5 مقایسه شد. پس از بررسی سیست ها به عنوان نشانگر داخلی در تصاویر mri، مدل کردن ?ان ها با توجه به سختی بیشتر نسبت به سایر بافت ها، مختصات و جهت قرارگیری در پستان، در محاسبه مقادیر جابجایی تاثیرگذار گزارش شد. همچنین در حالت مرجع، پستان معلق درون ?اب، متوسط کاهش فاصله نوک پستان از قفسه سینه در اثر حذف گرانش برای 6 نفر داوطلب 14.6 ?8.0 mm بدست ?امد. نتایج شبیه سازی mcnp5، در مقایسه توزیع دز ها، اپلیکاتور مخروطی به عمق 5 تا 17mm بیش از 95 درصد دز می دهد، درحالیکه اپلیکاتور گرد با کاهش دز در عمق و دز بیشتر پوست همراه است. جابجایی نودها در شبیه سازی abaqus تحت گرانش و 60n به مانند ماموگرافی، در راستای بارگذاری با 43? تراکم و 37? کشیدگی در راستای عرضی عمود بر ?ان بدست ?امد. درنهایت پس از مقایسه داده های تجربی متوسط اختالف 13.7. ?5.7 درصد از نتایج شبیه سازی موید یکدیگر هستند.

امروزه منابع مولد نوترون به نحو چشمگیری در حال افزایش هستند و استفاده کارآمد از نوترون ها نیازمند ابزاری جهت اندازه گیری آن است لذا ضرورت توسعه آشکارساز ها و روش های طیف نگاری نوترون، مشهود است. در این تحقیق تغییراتی بر روی توابع پاسخ کـره های بونر و روش بازیابی طیف انـرژی نوترون قرار گرفت تا مناسب ترین طیف انرژی نوترون بدست آید. در ابتدا شبیه سازی آشکارساز lii(eu) و کره های کند کننده تا قطر 18 اینچ توسط کد 6.2mcnpx انجام شد. سپس توابع پاسخ آشکارساز برای کره های کند کننده از جنس پلی اتیلن (pe) و پلی اتیلن حاوی بور (2%، 5% و 10%) bpe مورد بررسی قرار گرفت. در بخش دوم این تحقیق با هدف بهبود توابع پاسخ آشکارساز در انرژی های پایین برای نوترون ها (mev20e<)، بررسی و محاسبه توابع پاسخ آشکارساز برای ترکیب pe و مواد جاذب بور (کادمیوم، بور و گادولینیوم) به عنوان کره های کند کننده انجام شد. در بخش سوم به منظور ایجاد تابع پاسخ مناسب برای آشکار ساز فوق در انرژی های بالا (mev 20e>)، از ترکیب pe و مواد با عدد اتمی بالا (اورانیوم، تنگستن، سرب، آهن و مس) برای طراحی کره های کند کننده استفاده شد. در بخش چهارم، یک کره کند کننده با قطر 12 اینچ از جنس پلی اتیلن به همراه 24 جفت آشکارساز ترمولومینسانس (600tld- و700tld-) در هر یک از قطرهای اصلی آن، برای طیف نگاری غیر فعال نوترون توسط نرم افزار pro engineering طراحی شد و توابع پاسخ مربوط به هریک از tldها بر اساس موقعیت قرار گیری شان محاسبه گردید و در ادامه توسط ماشین های تراشکاری ساخته شد. در بخش پنجم با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی (شبکه fitting)، نرم افزار بازیابی طیف های انرژی نوترون (insu-ann) طراحی گردید. در ادامه اعتبار سنجی توابع پاسخ بدست آمده مورد بررسی قرار گرفت و ماتریس پاسخ کره های کند کننده با قطر 1 تا 18 اینچ محاسبه گردید. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با استفاده از کره کند کننده ی 5 اینچی از جنس 2%-bpe و کره کند کننده ی 3 اینچی از جنس 10%-bpe ، می توان توابع پاسخ مناسبی در انرژی های پایین بدست آورد. همچنین می توان تـوابع پاسخ مناسبی از کـره های کند کننده (mm cd1 + inch pe2) ، (mm b5 + inch pe4) ، ( cm b1 + inch pe5) و ( cm b1 + inch pe6) برای نوترون های با انرژی پایین بدست آورد. کـره های کند کننده (inch pe3 + pb cm2 + cd mm1 + pe inch2) ، (inch pe3 + fe cm1 + cd mm1 + pe inch2) و (inch pe5.75 + pb inch0.5 + pe inch5.75) مناسب ترین توابع پاسخ را برای نوترون های با انرژی بالا بدست می آورد. سپس در بازیابی طیف انرژی نوترون ها بهترین میانگین مربعات خطای نسبی 06- e 33/4 و مقدار رگرسیون حدود 99/0 بدست آمد.

امروزه گسترش روزافزون استفاده از انرژی برق و نیز توسعه استفاده از تکنولوژی های دارای میدان های الکترومغناطیسی، عامه مردم را هر چه بیشتر نگران عواقب بیولوژیک احتمالی ناشی از این میدان ها کرده است. با توجه به اینکه توجیه مکانیسم اثر میدان های الکترومغناطیسی بر موجودات زنده بسیار پیچیده است، می توان چنین اظهار نمود که میدان های الکترومغناطیسی ابتدا در موجود زنده ایجاد تغییرات فیزیکی-شیمیایی می نماید. از جمله این اثرات فیزیکی- شیمیایی مهم می توان به تأثیرگذاری آن ها به جهت گیری و جابجایی ترکیبات دو قطبی و یونی اشاره نمود. از میان امواج الکترو مغناطیسی امواج با فرکانس های بسیار کم چون در محدوده امواج مغزی هستند در نتیجه تاثیر بیشتری در عملکرد انسان ها دارند. در این تحقیق به منظور تاثیر امواج الکترومغناطیس فرکانس پایین در طولانی مدت بر روی پارامتر های خونی انسانها، 126 نفر از کارکنان شاغل در پست های فشار قوی با سطح ولتاژ های متفاوت که به دلیل شرایط شغلی در معرض امواج هستند بعنوان نمونه و 79 نفر از کارکنان همان مجموعه که در بخش اداری مشغول به کار با شرایط یکسان کاری بعنوان شاهد با سوابق کاری متفاوت انتخاب نمودیم. سپس با استفاده از نرم افزار spss به بررسی و تاثیر گذاری این امواج برروی پارامتر های خونی این اشخاص پرداخته شده است. در ابتدا امواج الکتریکی و مغناطیسی کلیه پست های انتخاب شده، در جریان های متفاوت اندازه گیری شد که متوسط میانگین وزنی مواجهه شغلی برای میدان مغناطیسی tµ56/30 و برای میدان الکتریکی v?m 15/3 بدست آمد. نتایج بدست آمده از تحلیل داده های آماری بین دو گروه بیشتر بودن متوسط wbc, mchc, platelets, rdwc به ترتیب به میزان 8، 3، 7و 2 درصد و کمتر بودن متوسط hemoglobin, hct, mch, mcv به ترتیب به میزان 2، 4، 7 و 3 درصد افراد نمونه نسبت به شاهد بود. افزایش wbc و rdwc و کاهش hct mcv, و mch نشان دهنده در معرض کم خونی بودن گروه نمونه است. البته بهتر است اثبات این موضوع با آزمایشات تکمیلی و تکرار بیشتر تایید شود.

روش تصویر برداری اسپکت داینامیک یکی از روش های مطرح شده در علم پزشکی هسته ای است که به کمک آن می توان قابلیت بررسی پارامترهای کلینیکی بافت را فراهم نمود. یک تصویر برداری اسپکت داینامیک از تکنیکی استفاده می نماید که قادر است آهنگ تصویر برداری را سریع تر از آهنگ تغییر فرآیندهای فیزیولوژیکی ، فرآیند نشست اکتیویته ، در یک ارگان انجام دهد. بنابراین در هنگام بازسازی تصاویر حاصل از اسپکت داینامیک، باید علاوه بر در نظر گرفتن سه بعد مکانی به بعد چهارم یعنی تغییرات زمان نیز توجه نمود. آنچه که در کیفیت تصویر های حاصل از تصویر برداری اسپکت داینامیک اهمیت دارد، انتخاب روش دستیابی به اطلاعات، اعمال تصحیحات و فرآیند بازسازی تصویر با استفاده از دستگاه های معمول موجود می باشد. دراین طرح سعی شده است تا با نوشتن کدهای برنامه نویسی مطلب ابتدا تصویر برداری اسپکت داینامیک یک فانتوم قلب ساده توسط یک گاما کمرای معمولی انجام شده و سپس با پیاده سازی انواع تکنیک های بهینه سازی در بازسازی تصویر و به دست آوردن منحنی های حاصل از این تکنیک ها، آنها را با یکدیگر و با تصویر و منحنی مرجع مقایسه نماید.

براکی تراپی سرطان پروستات به عنوان رایج ترین نوع درمان شناخته شده است. که در این روش درمانی دز بالایی از اشعه به طور مستقیم به غده پروستات داده می شود. در این تحقیق الگوریتمی جهت شناسایی موقعیت و تعداد دانه های کاشته شده درون پروستات بعد از کاشت با استفاده از پردازش و ثبت تصاویر رادیوگرافی دیجیتالی و ct جهت ارزیابی تعداد دقیق دانه ها حین عمل و 30 روز پس از کاشت استفاده گردید و همچنین جهت ارزیابی دزیمتری پس از کاشت با استفاده از تصاویر ct، توزیع دز به کمک شبیه سازی مونت کارلو در کد mcnp5 به دست آمد. در ابتدا تصاویر رادیوگرافی و ct 22 بیمار مبتلا به سرطان پروستات که از طریق براکی تراپی ldr درمان شده اند در روز اول و سی ام تهیه گردید. با استفاده از الگوریتم پیشنهاد شده در این پایان نامه ابتدا موقعیت و تعداد دانه ها از تصاویر رادیوگرافی و ct استخراج شده و سپس جهت رفع اشکالات باقی مانده در تصاویر با استفاده از تهیه الگوریتم ثبت تصاویر رادیوگرافی و ct تعداد دقیق را استخراج نموده ایم. جهت اعتبارسنجی الگوریتم با استفاده از ساخت فانتوم معادل بافت پروستات دانه های ید ساختگی درون فانتوم شبیه سازی و قرار داده شد، و سپس از فانتوم تصاویر رادیوگرافی و ct تهیه گردید و الگوریتم پیشنهادی بر روی فانتوم اعتبارسنجی شد. ایزودوز مربوط به هر اسلایس رسم گردید و منحنی ایزودوز در هر صفحه با تصویر ct بیمار در روز اول و سی ام ترکیب شد. در نهایت اختلاف دز به علت تغییر مکان چشمه ها بسیار زیاد مشاهده شد به طوریکه درصد اختلاف دز در این اسلایس در برخی از نقاط بیشتر از 100% به دست آمد و این امر به علت جابجایی دانه ها در طول این 30 روز می باشد

محاسبات دزیمتری مونت کارلو با استفاده از فانتوم واکسلی خاص مریض دقیق ترین روش دزیمتری محاسباتی محسوب می شود. استخراج داده های دزیمتری واکسل ها جهت تعیین منحنی های dvh بصورت پیش فرض وجود ندارد و کاربران می بایستی این داده ها را بصورت دستی از خروجی مونت کارلو استخراج نمایند. در این مطالعه با استفاده از الگوریتم های تقطیع تصاویر داده های dicom برنامه ای طراحی و پیاده-سازی گردیده که تولید منحنی های هم دز و dvh را به راحتی امکان پذیر می سازد. نرم افزار طراحی شده در محیط matlab داده های ctdicom را در ورودی درست نموده و با الگوریتم های تقطیع شامل erode,dilate,open,close,fill,area open و اعضاء موجود در تصاویر را بصورت ماتریس های ماسک تولید می کند. مثلاً در یک مجموعه داده dicom که مربوط به ریه، قلب و اندام های فوقانی می-باشد، نرم افزار برای هر عضو یک ماتریس ماسک تهیه می کند. ماتریس ماسک تهیه شده در ماتریس دز واکسلی که توسط مونت کارلو تولید شده ضرب درایه ای می شود و ماتریس دز هر عضو مورد نظر تعیین می-گردد. با استفاده از این ماتریس می توانیم منحنی های هم دز و dvh را معین کنیم. نتایج بدست آمده از مطالعه سه مریض که شامل محاسبات دزیمتری ریه ها، قلب و ستون مهره ها بوده به روش پیشنهادی و روش دستی انجام و مقایسه گردیده است. نتایج نشان می دهند که روش پیشنهادی برای اعضای بزرگ (مانند قلب و ریه) دارای دقت و سرعت بالایی نسبت به محاسبات دستی است. اعضای کوچکتر که تعداد واکسل آنها محدود است در روش پیشنهادی و دستی دقت یکسانی داشته اند.

اسکن قلب یکی از شایع ترین روش های تشخیصی درپزشکی هسته ای است. به علت وجود تغییرات در میزان جذب ماده رادیواکتیو در بافت قلب که در نتیجه ی رفتار فیزیولوژیک قلب و در دقایق اولیه تزریق می باشد، استفاده از سیستم تصویربرداری اسپکت دینامیک می تواند حاوی اطلاعات مناسبی برای بدست آوردن پارامترهای جنبشی قبل باشد. هدف از انجام این پایان نامه بررسی امکان بدست آوردن منحنی اکتیویته-زمان قلب با استفاده از روش های معمول موجود برای سیستم اسپکت می باشد.

دزیمتری تابش داخلی رادیوداروها، از جنبه‎های مهم در پزشکی هسته ای برای سنجش میزان خطر در برابر کاربردهای مفید است. درمان با رادیوید یک روش موثر و ایمن در درمان بیماران با سرطان های مختلف تیروئید (dtc) بعد از جراحی غده تیروئید محسوب می شود. هدف از این مطالعه توصیف روشی جهت تخمین دز جذب شده به خون و اکتیویته تجویزی با استفاده روش های دزیمتری تابش داخلی پزشکی mird می باشد. روش کار: این مطالعه 26 بیمار dtc بطور تصادفی با اکتیویته های تجویزی متفاوت 7/3، 62/4، 55/5 و 4/7 گیگابکرل بعد از جراحی تیروئید که به منظور ید درمانی بستری شده بودند، انجام شده است. دزیمتری خون در بیماران تحت درمان با استفاده از شمارش کل بدن، با یک دوربین گاما دو سر و اندازه گیری اکتیویته نمونه های خون با دز کالیبراتور انجام شده است. دز جذب شده به خون در زمان های 2، 6، 12، 24، 48 و 96 ساعت بعد از مصرف ید اندازه گیری شده است. نتایج: نتایج دز اندازه گیری شده بر اساس شمارش های کل بدن و اکتیویته نمونه های خون 96 ساعت بعد از مصرف اکتیویته های 7/3، 62/4 و 55/5 گیگابکرل از رادیوید به ترتیب 20/0 ± 67/0، 18/0 ± 65/0 و 51/0± 79/0 تخمین زده شده است. افزایش اکتیویته رادیوید از 7/3 به 55/5 گیگابکرل بطور قابل توجهی دز خون را افزایش داده است، در حالیکه اختلاف قابل توجهی در دز خون بین اکتیویته های تجویزی 7/3 و 62/4 گیگابکرل وجود نداشت. نتیجه گیری: دز جذب شده به خون بطور قابل توجهی به اندازه بیمار و عملکرد کلیوی بیمار وابسته است، بطوریکه دز جذب شده به خون بر واحد اکتیویته تجویزی می تواند برای هر بیمار با فاکتور بیش از 5 متفاوت باشد. با تخمین دز جذبی به خون، ارزیابی ماکزیمم اکتیویته درمانی قابل تحمل امکان پذیر می گردد و همچنین طراحی پروتکلی برای پزشکان، جهت تجویز مناسب و موثر اکتیویته های درمانی در مراحل درمان را ممکن می سازد. نهایتا رابطه معناداری (correlation) بین میزان دز جذب شده به خون و اکتیویته نمونه های خون و شمارش های کل بدن، 30 – 96 ساعت بعد از مصرف ید وجود داشته است.

اطلاعات توزیع دز برای ارزیابی تکنیک های طراحی درمان، کنترل کیفی سیستم های طراحی درمان خودکار و تحقیقات مفید هستند.در این پایان نامه ما به صحت سنجی محاسبات دزمتری egsnrc پرداخته ایم. به طوری که محاسبات ناشی از این نرم افزار با محاسبات دزیمتری تجربی tld مقایسه شده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.