基于蒙特卡羅模擬CyberKnife劑量校準(zhǔn)與驗證的研究.pdf

1、CyberKnife系統(tǒng)采用小射野對患者腫瘤進行立體定向放射治療，考慮到小射野易形成射線束電子不平衡狀態(tài)以及探測器介質(zhì)及其體積的影響，會帶來臨床劑量測量、計算及評估的困難。本研究通過實施CyberKnife系統(tǒng)精確地蒙特卡羅模擬，擬建立一套第三方系統(tǒng)模型，以探討實現(xiàn)臨床非標(biāo)準(zhǔn)參考條件下劑量校準(zhǔn)和特定患者計劃的劑量驗證可能。
　　本研究利用BEAMnrc與DOSXYZnrc軟件平臺，通過模擬實際CyberKnife治療機頭的物理結(jié)構(gòu)

2、，并與射線測量數(shù)據(jù)（PDDs、OARs、射野輸出因子等）的比對，以確定束流參數(shù)，從而實施非標(biāo)準(zhǔn)參考條件下劑量標(biāo)定的研究。選取30例患者治療計劃（其中頭部、肺部及肝部腫瘤各10例），相同的射野參數(shù)條件下運用治療計劃系統(tǒng)(TPS)中射線追蹤算法、蒙特卡羅算法以及開發(fā)的BEAM蒙特卡羅模擬算法分別計算出其三維劑量分布，采用Gamma分析方法(3mm/3％)定量評估不同算法之間計算精度的差異性，進而探討建立基于蒙特卡羅算法模擬（第三方軟件）患者

3、計劃的劑量驗證方法。
　　通過確立束流的平均能量和強度分布半高寬值，蒙卡模擬束流模型與射線束測量數(shù)據(jù)（PDDs及OARs）比較，均在可接受的偏差范圍內(nèi)（全局90％以上的點誤差在2％以內(nèi)），從而建立了12個準(zhǔn)直器(5-60mm)的較為理想蒙卡束流模型，并實現(xiàn)了非標(biāo)準(zhǔn)參考條件下劑量標(biāo)定工作。對三種算法的劑量計算精度實施了定量評估，Gamma分析結(jié)果表明:BEAM蒙卡模擬與TPS蒙卡算法在30例患者治療計劃中均保持了較高的通過率（頭部8

4、4.882±9.666％，肝部98.830±1.049％，肺部98.263±1.867％）;而BEAM蒙卡模擬與TPS射線追蹤算法在頭部、腹部腫瘤患者計劃中通過率較高（頭部95.933±3.120％，肝部99.836±0.334％），但在肺部腫瘤患者治療計劃中劑量體積直方圖上劑量偏差較為明顯，從而兩者Gamma通過率相差較大（51.263±38.964％）。因此，基于蒙特卡羅算法模擬（第三方軟件工具）實施CyberKnife系統(tǒng)患者計劃