Monte Carlo based electron treatment planning and cutout output factor calculations

Electron radiotherapy (RT) offers a number of advantages over photons. The high surface dose, combined with a rapid dose fall-off beyond the target volume presents a net increase in tumor control probability and decreases the normal tissue complication for superficial tumors. Electron treatments are normally delivered clinically without previously calculated dose distributions due to the complexity of the electron transport involved and greater error in planning accuracy. This research uses Monte Carlo (MC) methods to model clinical electron beams in order to accurately calculate electron beam dose distributions in patients as well as calculate cutout output factors, reducing the need for a clinical measurement. The present work is incorporated into a research MC calculation system: McGill Monte Carlo Treatment Planning (MMCTP) system. Measurements of PDDs, profiles and output factors in addition to 2D GAFCHROMIC EBT2 film measurements in heterogeneous phantoms were obtained to commission the electron beam model. The use of MC for electron TP will provide more accurate treatments and yield greater knowledge of the electron dose distribution within the patient. The calculation of output factors could invoke a clinical time saving of up to 1 hour per patient.La radiotherapie d'électrons offre plusieurs avantages en comparaison avec les photons. La dose de surface élevée, en combinaison avec une dose descendante plus rapide au-delà du volume prévu présente un taux plus élevé de la probabilité de contrôle tumoral et diminue les complications dans les tissus normaux en évitant les tumeurs superficiel. Les traitements d'électrons sont habituellement utilisés cliniquement sans calculations de doses prévu, due à leurs complexités du transport d'électron qui sont impliqués et plusieurs erreurs de precision en planification. Cette recherche utilise les methodes de Monte Carlo (MC) pour démontrer cliniquement les faisceaux d'électrons pour précisément calculer la dose d'électron distribuée au patients mais aussi pour pouvoir calculer les facteurs de dendements de cutout, et ceci réduit le besoin d'une mesure clinique. Ce projet a été élaboré dans un environnement de calculation par MC: McGill Monte Carlo Treatment Planning (MMCTP) System. Mesure de pourcentage de dose en profondeur, profiles et les facteurs de rendements de cutout ainsi que de doses mesurés avec des films GAFCHROMIC EBT2 dans les phantoms hétérogène ont été obtenu pour déléguer la modèle de faisceau d'électron. L'utilisation de MC pour l'électrode TP sera apporter des traitements plus précis et en consequence produire plus de connaissance de la dose d'electrons plus approprié pour le patient. Ces attributions pourront sauver jusqu'à une heure par patient en terme de temps passé en clinique