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Master thesis and internship[BR]- Master's thesis : Vibratory disturbance of a medical device - experimental and numerical study[BR]- Internship

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Duchesne, Tom ULiège
Promoteur(s) : Salles, Loïc ULiège
Date de soutenance : 24-jui-2024/25-jui-2024 • URL permanente : http://hdl.handle.net/2268.2/20059
Détails
Titre : Master thesis and internship[BR]- Master's thesis : Vibratory disturbance of a medical device - experimental and numerical study[BR]- Internship
Titre traduit : [fr] Perturbations vibratoires d'un appareil médical - étude expérimentale et numérique
Auteur : Duchesne, Tom ULiège
Date de soutenance  : 24-jui-2024/25-jui-2024
Promoteur(s) : Salles, Loïc ULiège
Membre(s) du jury : Bruls, Olivier ULiège
Béchet, Eric ULiège
Denis, Sophie 
Langue : Anglais
Nombre de pages : 110
Mots-clés : [en] Modal analysis
[en] Ionization chamber
[en] Optimization
[en] Experimental testing
Discipline(s) : Ingénierie, informatique & technologie > Ingénierie aérospatiale
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Diplôme : Master en ingénieur civil en aérospatiale, à finalité spécialisée en "aerospace engineering"
Faculté : Mémoires de la Faculté des Sciences appliquées

Résumé

[en] Proton therapy is an advanced cancer treatment modality that demands precise dosimetry for effective and safe patient outcomes. This thesis investigates the ionization chamber (IC) within the IBA proton therapy machine, which is crucial for measuring the proton dosage administered to patients. However, vibration disturbances can cause significant measurement variations and saturation problems
in the IC, potentially compromising treatment accuracy.
The study is structured into three parts. The first part involves the numerical modeling the IC, focusing on the geometry and tension of the electrodes, which are configured as sheets. This model aims to understand the baseline behavior of the IC electrodes under pre-tension. The second part investigates the actual dynamic behavior of the IC through Experimental Modal Analysis (EMA). The third part correlates the numerical and experimental results by optimizing the numerical model using a surrogate-assisted genetic algorithm.
Results indicate that the tension applied to the sheets significantly influences the modal analysis outcomes. Optimization of the numerical model determined optimal tensions of 77.2 N vertically and 40.1 N horizontally, achieving a global variation of 3.7% between the numerical and experimental natural frequencies. The dynamic analysis also reveals a significant vibratory influence of the IC casing on the measurement sheets, leading to perturbations in electrometer readings.
This research contributes to medical physics by providing insights into the behavior of proton therapy dosimetry devices, with the aim of improving the performance and accuracy of proton therapy in clinical settings.


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Description: Summary and figures
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Auteur

  • Duchesne, Tom ULiège Université de Liège > Master ing. civ. aéro., fin. spéc. aer. eng.

Promoteur(s)

Membre(s) du jury

  • Bruls, Olivier ULiège Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > Laboratoire des Systèmes Multicorps et Mécatroniques
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
  • Béchet, Eric ULiège Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > Conception géométrique assistée par ordinateur
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
  • Denis, Sophie V2i
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