مجموعه فیلم آموزش EGSnrc

BEAMnrc یک نرم‌افزار شبیه‌سازی مونت کارلو است که برای مدل‌سازی و شبیه‌سازی منابع پرتوی خارجی در پزشکی رادیولوژی استفاده می‌شود. این نرم‌افزار بر اساس نرم‌افزار EGSnrc توسعه یافته است و از آن برای شبیه‌سازی حمله از پرتوهای گاما، الکترون‌ها و پوزیترون‌ها استفاده می‌کند

ویژگی‌ها و کاربردهای EGSnrc:

1. مدل‌سازی منابع پرتوی خارجی: EGSnrc می‌تواند منابع پرتوی خارجی مانند پرتوهای گاما، الکترون‌ها و پوزیترون‌ها را مدل‌سازی کند.

2. شبیه‌سازی دوازاره‌های پزشکی: این نرم‌افزار برای شبیه‌سازی دوازاره‌های پزشکی و تحلیل دوازاره‌های پزشکی استفاده می‌شود.

3. تنظیمات پارامترها: EGSnrc امکان تنظیم پارامترهای مختلف مانند انرژی، جهت و مواد را فراهم می‌کند.

4. کاربرد در پزشکی: این نرم‌افزار برای طراحی و شبیه‌سازی سیستم‌های پزشکی و مدل‌سازی دوازاره‌های پزشکی استفاده می‌شود.

نکات مهم:

• توسعه و بهبود‌های مهم: EGSnrc شامل بهبود‌های مهم در حمله پارتیکل‌های مشارکتی، بهترین اطلاعات از اندازه‌های پایین انرژی و کلاس‌های egs++ برای مدل‌سازی هنرهای پیچیده و منابع پارتیکل است.

• نرم‌افزار آزاد: EGSnrc به صورت نرم‌افزار آزاد توزیع می‌شود و تحت مجوز GNU Affero General Public Licence منتشر شده است.

سرفصل های آموزش EGSnrc

در آکادمی پرتویار آموزشهای مربوط به درس مونت کارلو egsnrc در اختیار شما کاربران قرار داده شده است.

 بخش اول: مقدمات و نصب نرم‌افزار

جلسه ۱: آموزش نصب روی ویندوز ۷

• پیش‌نیازها:

  • حداقل مشخصات سخت‌افزاری (CPU چندهسته‌ای، RAM ≥8GB، فضای دیسک).

  • نصب Microsoft Visual Studio (نسخه‌های سازگار) و Cygwin.

• مراحل نصب:

  • دانلود بسته‌های EGSnrc از وبسایت رسمی.

  • تنظیم متغیرهای محیطی (PATH، EGS_HOME).

  • کامپایل کتابخانه‌های اصلی و تست اجرای مثال‌های پایه.

• رفع خطاها:

  • مشکلات رایج در کامپایل (مثل عدم شناسایی کامپایلر).

جلسه ۲: نصب روی ویندوز ۱۰/۱۱

• تفاوت‌ها:

  • تنظیمات سازگاری با Windows Subsystem for Linux (WSL).

  • فعال کردن Virtualization در BIOS برای موازی‌سازی.

• تأیید صحت نصب:

  • اجرای مثال air_cavity و مقایسه نتایج با داده‌های استاندارد.

جلسه ۳: ساختار نرم‌افزار

• ماژول‌ها:

  • BEAMnrc: شبیه‌سازی منابع پرتو.

  • DOSXYZnrc: محاسبات دزیمتری سه‌بعدی.

  • egs_view: نمایش هندسه‌ها.

• ساختار فایل‌ها:

  • پوشه‌های egs_home، beamnrc، dosxyznrc.

  • فایل‌های .egsinp (ورودی) و .egsdat (خروجی).

بخش دوم: مبانی نظری و فایل‌های ورودی

جلسه ۴: ساختار فایل egsnrc.inp

• بلوک‌های کلیدی:

  • MC Transport Parameter: تعیین cutoff انرژی (ECUT, PCUT).

  • Geometry Definition: استفاده از کدهای EGS++ برای هندسه‌های پیچیده.

  • Source Definition: پارامترهای منبع (انرژی، زاویه، توزیع فضایی).

• مثال عملی: ایجاد یک فایل ورودی برای شبیه‌سازی منبع فوتونی نقطه‌ای.

جلسه ۵: فیزیک ذرات در EGSnrc

• برهم‌کنش‌ها:

  • ترمزی (Bremsstrahlung)، پراکندگی کامپتون، تولید جفت.

• الگوریتم‌های پیگیری:

  • روش PRESTA-II برای الکترون‌ها.

• بهینه‌سازی پارامترها:

  • تأثیر AE و AP روی دقت و زمان محاسبه.

بخش سوم: شبیه‌سازی منابع پرتوی

جلسه ۶: منابع فوتونی

• طیف‌های انرژی:

  • طیف‌های پزشکی (مانند kVp در رادیولوژی یا MV در پرتودرمانی).

• کولیماتورها:

  • مدل‌سازی دیافراگم‌های چندلایه.

• اعتبارسنجی: مقایسه با داده‌های IAEA گزارش 430.

جلسه ۷: منابع الکترونی

• کاربردهای بالینی:

  • شبیه‌سازی پرتوهای الکترونی در درمان پوستی.

• چالش‌ها:

  • مدیریت پراکندگی چندگانه در انرژی‌های پایین.

بخش چهارم: شبیه‌سازی محیط و دتکتورها

جلسه ۸: هندسه‌های پیچیده

• ابزارهای egs++:

  • ساخت فانتوم‌های آناتومیک با egs_glib.

• مثال: مدل‌سازی فانتوم CT بیمار با مواد ناهمگن.

جلسه ۹: دزیمتری با DOSXYZnrc

• تحلیل نتایج:

  • استفاده از EGS_Chamber برای کالیبراسیون دتکتور.

  • تولید فایل‌های 3ddose و تحلیل با Python/Matlab.

بخش پنجم: تحلیل و بهینه‌سازی

جلسه ۱۰: تفسیر خروجی‌ها

• شاخص‌های دزیمتری:

  • PDD، Profile، Homogeneity Index.

• محاسبه عدم قطعیت:

  • روش‌های Bootstrap برای خطای مونت کارلو.

جلسه ۱۱: بهینه‌سازی

• کاهش واریانس:

  • تکنیک‌های Splitting و Russian Roulette.

• موازی‌سازی:

  • اجرای توزیع‌شده با MPI.

بخش ششم: کاربردهای پیشرفته

جلسه ۱۲: شبیه‌سازی LINAC

• مدل‌سازی اجزا:

  • هدف (Target)، فلتر، جعبه برگشت‌دهنده (Bending Magnet).

• کالیبراسیون:

  • تطبیق با پروفیل‌های اندازه‌گیری‌شده با فیلم دیجیتال.

جلسه ۱۳: پرتودرمانی

• براکی‌تراپی:

  • مدل‌سازی منابع I-125 یا Co-60.

• حفاظت پرتویی:

  • محاسبه کاردوز در اندام‌های حساس.

جلسه ۱۴: پروژه عملی

• موضوعات پیشنهادی:

  • شبیه‌سازی دزیمتری تومور مغزی با هندسه بیمار-ویژه.

  • بهینه‌سازی زمان اجرا برای یک LINAC واقعی.

ضمیمه‌ها

• اسکریپت‌نویسی:

  • اتوماسیون با Bash/Python برای تولید دسته‌ای فایل‌های ورودی.

• جامعه کاربران:

  • استفاده از فوروم‌های NRC و GitHub.

این سرفصل‌های به‌روز شده، نیازهای کاربران از سطح مبتدی تا پیشرفته را پوشش می‌دهد و بر جنبه‌های عملی و بالینی تأکید دارد

راهنمای نصب Egs روی سیستم ویندوز 7

راهنمای نصب Egs روی سیستم ویندوز 10 و 11