Dresden 2000 – scientific programme

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ST: Strahlenphysik und Strahlenwirkung

ST 1: Strahlentransport

ST 1.3: Talk

Monday, March 20, 2000, 15:15–15:30, PHY C213

Strahlungstransportrechnungen für reale Anatomien — •Jürgen Henniger — TU Dresden, FR Physik, 01062 Dresden

Die Anwendung von Strahlung in Diagnostik und Therapie erfordert profunde Kenntnisse über deren Wechselwirkung mit Geweben. Diese können oft nur durch rechnerische Simulation der Transportvorgänge gewonnen werden.

Dafür muss die Zusammensetzung und räumliche Verteilung der Gewebe genau bekannt sein. Diese Daten liefert meist ein CT. Gegen über FEM bieten Monte-Carlo-Methoden den Vorteil, dass sie für multidimensionale Aufgaben besser geeignet sind. Das Problem besteht darin, innerhalb einer akzeptablen Rechenzeit genaue Ergebnisse zu erhalten.

Die vorliegende Arbeit stellt eine VOXEL-Version für Photonentransport des Monte-Carlo-Programms AMOS vor. Durch effektive Datenstrukturierung ist eine feine Diskretisierung von Körpervolumina möglich. Online-3D-Visualisierung ermöglicht es, den Fortgang der Rechnung ggf. zu verfolgen. Fehler in der Eingabe können so schneller entdeckt und korrigiert werden. Die stoffliche Zusammensetzung der Gewebe wird für die Streu- und Absorptionsprozesse korrekt berücksichtigt. Insbesondere die Winkelverteilungen für kohärente und inkohärenter Streuung werden exakt modelliert, ohne dass dabei die Rechenzeiten ausufern.

Unter Verwendung von modernen numerischen Verfahren und Programmierwerkzeugen sind auch komplizierte Transportrechnungen mit realen geometrischen Randbedingungen durchführbar. Dabei lassen sich relativ große Probleme bereits mit PC-Technik lösen.