Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Applications and benefits of using gradient percentage depth dose instead of percentage depth dose for electron and photon beams in radiotherapy

Kastrati Labinot, Hodolli Gezim, Kadiri Sehad, Demirel Elvin, Istrefi Lutfi, Kabashi Yllka, Uka Burim

Polish Journal of Medical Physics and Engineering

|

2021

|

Vol. 27, Iss. 1

25--29

EN

Introduction: The aim of this study is to analyze the gradient of percentage depth dose for photon and electron beams of LINACs and to simplify the data set. Materials and Methods: Dosimetry measurements were performed in accordance with Technical Reports Series No. 398 IAEA. Results and discussion: The gradient of percentage depth dose was calculated and compared with the available published data. Conclusion: Instead of percentage depth dose for increasing and decreasing parts, the findings suggest using only two numbers for specific gradient of dose, separately. In this way, they can replace the whole set of the percentage depth dose (PDD).

2

Propozycja strategii postępowania z planami leczenia dla akceleratorów liniowych o różnej konstrukcji kolimatora

Charmacińska Magdalena, Skrobała Agnieszka, Styś Sara, Pawałowski Bartosz

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2020

|

Vol. 9, nr 5

375--381

PL

Wprowadzenie W codziennej pracy ośrodka radioterapeutycznego nieuniknione są przerwy w działaniu aparatów spowodowane awariami lub przeglądami akceleratorów medycznych. W celu zachowania ciągłości leczenia pacjenci napromieniani są na innych dostępnych w ośrodku aparatach. Ze względu na to, że każdy z radioterapeutycznych planów leczenia dostosowany jest do aparatu, na którym plan ma być realizowany, koniecznym jest przygotowywanie zastępczych planów leczenia na pozostałe aparaty. Cel Celem pracy było zaproponowanie strategii postępowania z radioterapeutycznym planem leczenia w technice VMAT (ang. Volumetric Modulated Arc Therapy), tzw. planem oryginalnym w przypadku niedostępności aparatu źródłowego na przykładzie pacjentów z nowotworem stercza. Materiał i metoda Do badań zostały włączone trzy akceleratory firmy Varian znajdujące się w jednym centrum onkologii: TrueBeam, Clinac 2300 CD-S oraz Unique, posiadające 120-listkowy kolimator wielolistkowy MLC Millenium. Do przeprowadzenia badania zebrano grupę 24 pacjentów z rakiem stercza. Porównano plany leczenia pod względem liczby jednostek monitorowych oraz dawek w objętości PTV i w narządach krytycznych. Plany zweryfikowano i przeanalizowano dozymetrycznie za pomocą metody gamma. Wyniki Różnice w liczbie jednostek monitorowych pomiędzy oryginalnymi i zastępczymi planami leczenia nie przekraczały akceptowalnej wartości 2%. Zaobserwowano brak różnic pomiędzy dawkami w objętości PTV. Różnica dawki w analizowanych narządach krytycznych nie przekraczała akceptowalnego progu 2%. Wszystkie plany leczenia uzyskały minimum 95% zgodności dla weryfikacji dozymetrycznych metodą współczynnika gamma. Wnioski Wykonane badanie potwierdza możliwość realizowania radioterapeutycznych planów leczenia wykonanych w technice VMAT zamiennie na trzech akceleratorach (TrueBeam, Clinac 2300 CD-S oraz Unique, Varian), posiadających 120-listkowy kolimator MLC Millenium, dla pacjentów z nowotworem stercza.

EN

Introduction In the routine clinical work in the radiotherapeutic center, there are interruptions of the medical accelerators caused by failures or maintenance. In order to maintain the continuity of treatment, patients are irradiated with other devices available at the center. Due to the fact that each of the radiotherapeutic treatment plans is adapted to the particular accelerator on which the plan is to be implemented, it is necessary to prepare alternative treatment plans for the other accelerators. Aim The aim of the study was to propose a strategy for dealing with a radiotherapeutic treatment plan in the VMAT technique (Volumetric Modulated Arc Therapy), the so-called original plan in case of unavailability of the source accelerators on the example of patients with prostate cancer. Material and methods The study included three Varian accelerators located in one oncology center: TrueBeam, Clinac 2300 CD-S and Unique, equipped with a 120-leaf MLC Millenium multi-leaf collimator. A group of 24 patients with prostate cancer was collected for the study. Treatment plans were compared in terms of the number of monitor units and doses for PTV volume and critical organs. The plans were verified and dosimetrically analyzed using the gamma method. Results The differences in the number of monitor units between the original and two backup treatment plans did not exceed the acceptable value of 2%. No dose difference was observed for PTV. The dose difference in the analyzed critical organs did not exceed the acceptable threshold of 2%. All treatment plans achieved a minimum of 95% agreement for dosimetric verification using the gamma method. Conclusion The results of this study confirm the possibility of implementing radiotherapeutic treatment plans made in the VMAT technique, alternately on three accelerators (TrueBeam, Clinac 2300 CD-S and Unique, Varian), with a 120-leaf MLC Millenium collimator, for patients with prostate cancer.

3

Wpływ tolerancji wymiarowych rezonatorów na wartość parametrów mikrofalowych struktur przyspieszających liniowych akceleratorów elektronów produkowanych w Narodowym Centrum Badań Jądrowych

Kosiński Konrad, Soroka Wojciech, Politowski Przemysław, Gabryel Renata, Radomski Michał

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2020

|

Vol. 61, nr 9

12--17

PL

Celem pracy było wyznaczenie wpływu tolerancji wykonania rezonatorów struktury przyspieszającej na ich podstawowy parametr mikrofalowy jakim jest ich własna częstotliwość rezonansowa. Symulacje i obliczenia przeprowadzono z wykorzystaniem nst. narzędzi: – programu Poisson Superfish (The Los Alamos Accelerator Code Group), – pakietu Microwave Studio i jego modułu Eigenmode (CST 2010), – programu QuickWave (QWED).

EN

The aim of the work was to determine the effect of manufacturing tolerances of the accelerating structure cavities on their basic microwave parameter, which is their own resonance frequency. Simulations and calculations were carried out using: – Poisson Superfish (The Los Alamos Accelerator Code Group), – Microwave Studio package and its Eigenmode module (CST 2010), – QuickWave (QWED).

4

System for monitoring and compensation of superconducting resonant cavities detuning with piezoelectric elements

Przygoda K., Poźniak T., Napieralski A., Grecki M.

Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka

|

2010

|

z. 1

23-33

EN

The paper presents mechatronic system for compensation and monitoring of superconducting resonant cavities detuning with piezoelectric elements. This system was installed and connected to all available piezo tuners in FLASH accelerator in research center of Hamburg. Moreover, the monitoring part of the system was used to measure signals from piezo tuner frames operated as sensors. The first data analysis and analytical fitting of derived transfer functions are briefly summarized.

PL

W artykule opisano system mechatroniczny do kompensacji i monitorowania odstrojenia rezonansowych wnęk nadprzewodzących z wykorzystaniem elementów piezoelektrycznych. System został zainstalowany i podłączony do piezoelektrycznych elementów wykonawczych wykorzystywanych w akceleratorze FLASH w ośrodku badawczym Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) w Hamburgu. Ponadto, część monitorująca systemu została wykorzystana do pomiaru sygnałów odczytanych z czujników piezoelektrycznych. Zaprezentowano pierwsze wyniki analiz oraz modelowania uzyskanych funkcji przejścia systemu.

5

Software for data acquisition AMC module with PCI express interface

Szachowałow S., Jabłoński G., Sakowicz B., Makowski D., Butkowski Ł., Koprek W., Simrock S.

International Journal of Microelectronics and Computer Science

|

2010

|

Vol. 1, nr 1

95-98

EN

Free Electron Laser in Hamburg (FLASH) and X-Ray Free Electron Laser (XFEL) are linear accelerators that require a complex and accurate Low Level Radio Frequency (LLRF) control system. Currently working systems are based on aged Versa Module Eurocard (VME) architecture. One of the alternatives for the VME bus is the Advanced Telecommunications and Computing Architecture (ATCA) standard. The ATCA based LLRF controller mainly consists of a few ATCA carrier boards and several Advanced Mezzanine Cards (AMC). AMC modules are available in variety of functions such as: ADC, DAC, data storage, data links and even CPU cards. This paper focuses on the software that allows user to collect and plot the data from commercially available TAMC900 board.

6

Distributed radiation monitoring system for linear accelerators based on CAN bus

Kozak T., Makowski D., Napieralski A.

International Journal of Microelectronics and Computer Science

|

2010

|

Vol. 1, nr 1

52-55

EN

Gamma and neutron radiation is produced during the normal operation of linear accelerators like Free-Electron Laser in Hamburg (FLASH) or X-ray Free Electron Laser (X-FEL). Gamma radiation cause general degeneration of electronics devices and neutron fluence can be a reason of soft error in memories and microcontrollers. X-FEL accelerator will be built only in one tunnel, therefore most of electronic control systems will be placed in radiation environment. Exposing control systems to radiation may lead to many errors and unexpected failure of the whole accelerator system. Thus, the radiation monitoring system able to monitor radiation doses produced near controlling systems is crucial. Knowledge of produced radiation doses allows to detect errors caused by radiation, schedule essential replacement of control systems and prevent accelerator from serious damages. The paper presents the project of radiation monitoring system able to monitor radiation environment in real time.

7

Kondycjonowanie sygnału obwiedni zespolonej z wnęk akceleratora FLASH

Stanisławski T., Czarski T., Poźniak K., Romaniuk R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 8

187-192

PL

Omówiono wybrane algorytmy służące do poprawiania jakości sygnałów pomiarowych pola elektromagnetycznego we wnękach rezonansowych akcelerator FLASH. Krótko scharakteryzowano autorskie rozwiązania filtrów o skończonej odpowiedzi impulsowej. Filtry zostały zaimplementowane w środowisku MATLAB/OCTAVE i przeanalizowane z wykorzystaniem rzeczywistych sygnałów zarejestrowanych podczas pracy akceleratora FLASH. We wstępie krótko scharakteryzowano eksperyment FLASH, a w szczególności jego system sterowania wnękami rezonansowymi typu TESLA.

EN

Algorithms used for conditioning signals of EM field in resonance cavities in FLASH experiment are introduced in this thesis. Brief of sketch of FLASH experiment is found in introduction. In particular control system for TESLA resonance cavities. Proposed solutions for finite impulse response filters response are explained. Filters are implemented in Matlab/Octave computational environment. They are analyzed with usage of real signals collected during experiments at FLASH accelerator. In conclusion effectiveness proposed solutions is estimated. Additionally, plans for further improvements of the system are proposed.

8

Indirect method of measuring changes of EM field in RF-gun cavity for XFEL accelerator

Poźniak K., Stanisławski T., Zabołotny W., Koehler W., Stephan F., Simrock S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 8

193-199

EN

In the article a RF-Gun control system is described. Difficulties caused by the impossibility to observe the field gradient are mentioned. Next calibration and measurement procedure is discussed. A mathematical model, which provides a way to calculate the desired signal from observed ones is developed and analyzed. This model is supported by both measurements and simulations discussed in the final part of the article.

PL

Artykuł opisuje system sterowania działem elektronowym. Uwzględniono w nim problemy wynikające z niemożności bezpośredniego pomiaru gradientu pola we wnęce. Przedyskutowano procedurę kalibracji i pomiaru. Opracowano i przeanalizowano model matematyczny pozwalający estymować szukany parametr na podstawie sygnałów dostępnych do pomiaru. Poprawność modelu została potwierdzona pomiarami i symulacjami przedstawionymi w końcowej części artykułu.

9

Accelerating electric field strength amplitude and phase calibration based on particle beam induced electric field strength transient detection in linear particle accelerators

Pawlik P.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka

|

2008

|

z. 113

81-90

EN

This paper presents the work done in the development of a single bunch induced transient detection system for linear particle accelerators. The purpose of the system is to perform a phase calibration. Other currently available methods used for the task have several disadvantages. The main drawback is that they are affecting normal accelerator operation while measurements. The system, performs the calibration without disturbing accelerator operation. Despite the fact that, the design of the system is dedicated to FLASH, it can be utilized in other applications. The system can be used in particle accelerators with RF field acceleration. Moreover an RF feedforward comb filter employed in the system can be utilized in applications where normally RF notch filters are used.

PL

Niniejsza praca dotyczy ważnej tematyki kalibracji amplitudy i fazy w liniowych akceleratorach cząstek naładowanych. Do prawidłowej pracy akceleratora niezbędne jest wykonanie takiej kalibracji. Źle skalibrowane wnęki rezonansowe akceleratora bądź nie skalibrowane są przyczyną nieprawidłowego przyspieszana bądź nawet hamowania wiązki. W efekcie transmisja wiązki zanika. Ponadto dryfty występujące w głównym oscylatorze są przyczyną rozkalibro-wywania się wnęk. Z tego powodu raz skalibrowane wnęki z upływem czasu ulegają rozkalibrowaniu. Istniejące do tej pory metody kalibracji umożliwiały wykonywanie kalibracji tylko sporadycznie ze względu na konieczność przerwania normalnej pracy akceleratora i ustawienie specjalnych parametrów akceleratora. Autor zaproponował nową metodę pomiarową umożliwiającą wykonywanie kalibracji amplitudy i fazy przyspieszającego natężenia pola elektrycznego w liniowych akceleratorach cząstek podczas normalnej pracy akceleratora. Metoda taka umożliwia wykonywanie ciągłej kalibracji co pozwala na kompensację dryftów głównego oscylatora. Ponadto z wykorzystaniem tej metody po raz pierwszy możliwy jest pomiar parametrów pojedynczych grup elektronów wiązki. Zaproponowana metoda polega na pomiarze zmian natężenia pola elektrycznego we wnękach rezonansowych wywołanych pojedynczymi grupami elektronów. Ze względu na to, że zmiany te są bardzo małe - 3000 do 10000 razy mniejsze od bezwzględnej wartości natężenia pola we wnęce, zadanie to jest bardzo trudne. Zaproponowany system jest pierwszym systemem na świecie umożliwiającym pomiar tak małych zmian pola podczas normalnej pracy akceleratora. Do pomiaru wykorzystywany jest układ mikrofalowy, w którym najbardziej krytycznym elementem jest filtr grzebieniowy. Filtr ten jest zbudowany na biernych elementach mikrofalowych. Główna zasada działania filtru polega na odejmowaniu aktualnego sygnału o częstotliwości 1.3 GHz od sygnału opóźnionego. Dzięki temu sygnał stały 3000 do 10000 razy większy od zmian poła jest tłumiony podczas pozostawienia zmian pola nie stłumionych. Konieczność uzyskania tłumienia nośnej rzędu 100 dB związane jest z koniecznością dostrajania amplitudy i fazy filtru z dokładnością do 0.001° w fazie i 1/100 000 V/V w amplitudzie. Sygnał na wyjściu filtru jest wzmacniany i demodulowany cyfrowo za pomocą oscyloskopu. W ramach doktoratu opracowano i wykonano trzy wersje systemu pomiarowego zmian natężenia pola elektrycznego wywołanych pojedynczymi grupami elektronów. Opracowane systemy pomiarowe zostały zainstalowane oraz przetestowane w działającym akceleratorze FLASH w Hamburgu. Testy udowodniły, że opracowana koncepcja pomiarowa działa zgodnie z oczekiwaniami. Opracowany system jest obecnie zainstalowany w akceleratorze FLASH w Hamburgu i wykorzystywany do pomiarów. W przyszłości opracowana koncepcja pomiarowa będzie wykorzystana w przyszłościowym akceleratorze XFEL.

10

Oparty o cyfrowe układy reprogramowalne i analogowe wzmacniacze mocy system kompensacji odkształceń wnęk nadprzewodzących w akceleratorach liniowych

Przygoda K., Poźniak T.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2008

|

R. 54, nr 8

598-601

PL

Podczas pracy impulsowej akceleratora, komory nadprzewodzące ulegają odkształceniom. Do ich kompensacji stosowane są piezoelektryczne elementy wykonawcze sterowane przez wzmacniacze mocy. Jest to część analogowa systemu. Do części cyfrowej zalicza się kontroler oparty o reprogramowalne układy cyfrowe. Wzmacniacze mocy wzmacniają sygnał korekcyjny do poziomu umożliwiającego wysterowanie elementów wykonawczych, zaś kontroler wylicza odpowiedź wnęk na ten sygnał. Wszystkie bloki obliczeniowe zostały zoptymalizowane pod względem zajętości zasobów układu reprogramowalnego. Artykuł przedstawia wyniki testów opisywanego systemu w środowisku akceleratora liniowego FLASH.

EN

The Superconducting (SC) cavities are deformed during the pulse operation of the linear accelerators. Power amplifiers together with piezoelectric actuators are used for the compensation purpose as an analog parts of the system. The digital part consists of dedicated control board - Simcon DSP based on FPGA device Virtex II Pro from Xilinx. The power amplifiers - Piezo Drivers are used to amplify the correction signal with the proper voltage levels allowing to drive the actuators. The cavities' response for compensation signal - detuning is calculated by digital controller. The computation blocks were optimized to meet available FPGA resources and latency of 10 ns. The detuning result will be applied for closed feedback operation of the controller. The paper presents the recent development of the system and performed tests in FLASH (Free Electron Laser in Hamburg) accelerator.

11

Smart materials as sensors and actuators for Lorentz force tuning system

Sękalski P.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka

|

2007

|

z. 111

95-101

EN

The linear accelerator used for experiments with high energy electrons or positrons uses the RF cavities. Each of the structure needs to be equipped with the fast frequency tuning system. In the paper there is presented a sample system, which is dedicated to superconducting nine-cells TESLA cavity. The main aim of described electromechanical system is the compensation of the Lorentz force effect. The piezoelectric multilayer low-voltage stacks are used for this purpose as active elements. The paper is focused on the actuator itself and the control system used for its driving. Both subjects were investigated in details as tested in the framework of the PhD dissertation.

PL

Głównym elementem akceleratora liniowego jest rezonansowa wnęka przyspieszająca. Wraz ze zwiększaniem gradientu pola przyspieszającego rośnie jej odstrojenie od częstotliwości fali wymuszającej. Efekt ten jest spowodowany siłą Lorentza. W dysertacji przedstawiono nie tylko powyższe zjawisko, ale także opisano różne rodzaje submikrometrycznych systemów elektromechanicznych, dzięki którym możliwa jest jego kompensacja. Autorskim rozwiązaniem jest automatyczny system przeciwdziałający odstrojeniu wnęki podczas pracy impulsowej. Dodatkowo zaprezentowano elementy wykonawcze i czujniki, w szczególności oparte na efektach piezoelektrycznym, piezorezystywnym i magnetostrykcyjnym. Dzięki zaprojektowanemu systemowi możliwa jest kontrola kształtu jednometrowej wnęki z dokładnością do dziesiątej części mikrometra. Użyte elementy aktywne oraz czujniki pracują w temperaturze 1,8 K, w wysokiej próżni w środowisku radioaktywnym. Ponadto w pracy rozwiązano problem pomiaru siły statycznej działającej na piezoelement w docelowych warunkach pracy. Dzięki autorskiej metodzie możliwe jest wykorzystanie samego czujnika piezoelektrycznego, który ze swej natury jest elementem dynamicznym, do pomiaru siły statycznej.

12

Diagnostic systems for Backing Calorimeter and Low Level RF of VUV-FEL

Jeżyński T.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka

|

2007

|

z. 111

31-36

EN

This paper presents a principle of integrated diagnostics for large distributed data acquisition and control systems. The presented ideas were implemented in the Backing Calorimeter (BAC) of ZEUS detector and LLRF of the VUV-FEL control system. The presented solution does not severely increase the cost of the design and manufacturing of the electronic devices, but ensures the longer operation time of the whole system and can safe money and effort used for the maintenance.

PL

W pracy przedstawiono metody testowania modułów elektronicznych używanych w eksperymentach fizyki wysokich energii. Przeprowadzono analizę układów elektronicznych detektora Backing Calorimeter i układu sterującego polem przyśpieszającym akceleratora VUV-VEL. Zaprezentowano wyniki działania systemów diagnostycznych oraz wskazano ich przydatność do diagnozowania modułów elektronicznych w specyficznych warunkach eksperymentu.

13

Longitudinal space charge impedance in linac structures

Lange S., Clemens M., Dohlus M., Limberg T.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2007

|

R. 83, nr 11

164-166

EN

The longitudinal phase space is a design criterion of linear accelerators (linacs) and linac based light sources. Collective phenomena in linear accelerators are effects caused by a large number of particles inside the beam. The self fields of the bunch act on the particles in the beam and change their distribution. These fields are characterized by longitudinal space charge impedance.

PL

Wzdłużna przestrzeń fazowa jest kryterium projektowym akceleratorów liniowych oraz bazujących na nich źródłach światła. Wypadkowe zjawiska zachodzące w akceleratorach liniowych powodowane są dużą liczbą cząsteczek znajdujących się w wiązce. Pola własne wiązki działają na cząstki i zmieniają ich rozkład. Pola te są opisywane przez impedancję wzdłużnego ładunku przestrzennego.

14

A radiographic facility at the Soltan Institute for Nuclear Studies (SINS) at Świerk, Poland

Bigolas J., Drabik W., Pławski E., Wysocka-Rabin A.

Nukleonika

|

2006

|

Vol. 51, nr 2

131-135

EN

This paper describes the 6 MeV linac electron accelerator facility now operating at SINS, Świerk, Poland. The accelerator can work in both the electron or X-ray photon mode. The photon beam may be used for non-destructive radiographic investigations on a laboratory scale and, with some modifications, for industrial purposes, as well. As the accelerator's removable tungsten e/X converter is placed outside, the beam vacuum window, an external electron beam is also accessible. The design stages of the accelerator's construction are described, and examples of measurements and radiographic pictures are also presented.

15

Zastosowanie dużych matryc FPGA do sterowania LLRF wnękami akceleratora na przykładzie projektu X-FEL

Poźniak K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 7

31-36

PL

Opisano zasadę działania akceleratorów oraz metody badawcze oparte na ich wykorzystaniu. Zamieszczono przykłady współczesnych dużych kompleksów akceratorowych oraz urządzeń samodzielnych. Przedstawiono metodę kontroli LLRF do stabilizacji przyspieszającego pola elektrycznego we wnęce rezonansowej na przykładzie akceleratora liniowego X-FEL w DESY (Hamburg). Omówiono rolę i zasadę działania elektronicznego systemu sterowania opartego na układach FPGA z serii Virtex-ll z wbudowanymi szybkimi elementami DSP. Zamieszczono przykładowe wyniki badań z elektronicznym symulatorem wnęki oraz na stanowisku testowym CHECHIA w DESY we współpracy z rzeczywistą wnęką rezonansową stosowaną w akceleratorze X-FEL.

EN

The paper contains description of some accelerators and research methods used with accelerators. The representative examples of the biggest accelerators were debated. The work presents in more detail the LLRF control system to stabilize the accelerating electromagnetic field in a superconducting cavity of the linear accelerator for X-Ray Free Electron Laser, which is under research in DESY, Hamburg. The working principle of the LLRF control system was outlined. The applied system uses FPGA chips eauipped with fast hardware based on internal DSP functional blocks. Practical solutions were presented which use Virtex-ll chips by Xilinx. Exemplary results are presented with superconducting cavity controller and simulator. The tests were done on the CHECHIA laboratory set-up for a single niobium cavity in DESY. Such cavities are used for the construction of the X-FEL linac.

16

The photon beam characteristics of linear accelerator equipped with additional narrow beam collimator

Wysocka A., Maciszewski W.

Nukleonika

|

2001

|

Vol. 46, nr 3

91-93

EN

In this paper a laboratory set-up with an electron linac installed in this Institute, and an attached narrow-beam collimator for photon beam are presented. Characteristics of the circular photon beams of diameters ranging from 10 to 30 mm at the isocentre are reported. The specific quantities measured include: relative output factors, beam profiles (off axis factors), and a central axis attenuation of beams. Measurements of these parameters were performed in a water phantom using small cylindrical ionisation chambers.