基于蒙特卡羅計(jì)算的伽瑪?shù)秳┝繉W(xué)研究.pdf

1、論文以我國自行研制并已投入臨床使用的LunaTM-260全身伽瑪?shù)吨委煓C(jī)為對(duì)象,研究了該伽瑪?shù)秵卧春投嘣吹撵o態(tài)聚焦的劑量學(xué)特性。
　　目的:建立Luna伽瑪?shù)兜拿商乜_劑量計(jì)算模型,模擬計(jì)算伽瑪?shù)秳┝繉W(xué)參數(shù)。解決Luna伽瑪?shù)对谂R床使用中單源的百分深度劑量(PDD)、組織最大劑量比(TMR)、射野離軸比(OAR)及輸出因子等劑量學(xué)參數(shù)無法測(cè)量的問題,并將蒙卡計(jì)算結(jié)果與治療計(jì)劃系統(tǒng)的數(shù)據(jù)比較,對(duì)驗(yàn)證伽瑪?shù)吨委煹膭┝繙?zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。<

2、br>　　課題涉及伽瑪?shù)稒C(jī)頭的幾何建模、膠片劑量計(jì)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量、蒙特卡羅程序的模擬計(jì)算等工作。論文介紹并論述了目前伽瑪?shù)队?jì)劃系統(tǒng)的劑量計(jì)算模型及優(yōu)缺點(diǎn)以及蒙特卡羅方法的基本原理。著重論述了Luna伽瑪?shù)队?jì)劃系統(tǒng)采用的TMR-OAR劑量計(jì)算模型,涉及到的一些劑量學(xué)參數(shù),討論了蒙特卡羅程序MCNP4C對(duì)開展本研究的可行性和實(shí)用性。詳述了基于Luna伽瑪?shù)兜臋C(jī)頭結(jié)構(gòu)、材料和尺寸,以及放射源的特征的MCNP劑量計(jì)算模型的幾何建模。并通過與測(cè)量數(shù)據(jù)

3、的比較來驗(yàn)證計(jì)算模型的正確性,基于所建劑量計(jì)算模型開展伽瑪?shù)秵卧春投嘣淳劢沟膭┝繉W(xué)研究。伽瑪?shù)兜膶?shí)驗(yàn)測(cè)量采用GafchromicEBT2新型膠片劑量計(jì)。
　　研究方法:通過建立伽瑪?shù)秳┝坑?jì)算模型,分別計(jì)算單源和多源射束所有準(zhǔn)直器在30cm×30cm×30cm水模體中的劑量參數(shù)和在直徑16cm的伽瑪?shù)秾Ｓ糜袡C(jī)玻璃球模中的等劑量分布。
　　結(jié)果:模擬計(jì)算了luna伽瑪?shù)?種準(zhǔn)直器(4mm×4mm、8mm×8mm、14mm×14m

4、m、14mm×20mm、14mm×40mm、14mm×60mm)單源和多源的在水模中的0.5cm、5cm及10cm深度出處的百分深度劑量及離軸比;計(jì)算了在專用測(cè)量球模中的等劑量分布曲線。在水模0.5cm深度處4、5、6號(hào)準(zhǔn)直器的射野離軸比計(jì)算結(jié)果不好;5cm和10cm處的計(jì)算結(jié)果比較理想。根據(jù)百分深度劑量與組織最大劑量比的關(guān)系,由百分深度劑量數(shù)據(jù)得到組織最大劑量比的值。將單源方模中的組織最大劑量比的計(jì)算結(jié)果、計(jì)劃系統(tǒng)中的原始數(shù)據(jù)(測(cè)量數(shù)

5、據(jù))及標(biāo)準(zhǔn)的組織最大劑量比曲線進(jìn)行了比較:計(jì)算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)曲線符合的較好,與TPS中數(shù)據(jù)(測(cè)量)有一定誤差,最大誤差不超過5％。對(duì)于1號(hào)準(zhǔn)直器在0-5cm深度范圍計(jì)算值比測(cè)量值大,5-15cm深度范圍計(jì)算值與測(cè)量值基本一致,大于15cm的深度計(jì)算值比測(cè)量值小;對(duì)于其余的5個(gè)準(zhǔn)直器計(jì)算值與測(cè)量值一致,測(cè)量值大于計(jì)算值,誤差為2%-5%。單源方模中5cm深度處射野離軸比的比較結(jié)果:射野內(nèi)的數(shù)值符合的較好,射野外的數(shù)值相差較大。每個(gè)準(zhǔn)直器取其焦

6、點(diǎn)處的劑量作為標(biāo)準(zhǔn)值,以6號(hào)準(zhǔn)直器最為標(biāo)準(zhǔn)歸一計(jì)算了6個(gè)準(zhǔn)直器的輸出因子,將其與測(cè)量結(jié)果比較。1號(hào)準(zhǔn)直器相差較大(大于10%),其余均小于3%。
　　結(jié)論:所建立的蒙特卡羅計(jì)算模型很好地驗(yàn)證了單源射野的百分深度劑量(PDD)、組織最大劑量比(TMR)、射野離軸比(OAR)及輸出因子,計(jì)算結(jié)果與測(cè)量結(jié)果在誤差范圍(5%)內(nèi)符合的很好;同時(shí),對(duì)于多源聚焦的劑量分布特點(diǎn)進(jìn)行了研究,給出luna伽瑪?shù)兜慕裹c(diǎn)劑量分布。研究結(jié)果表明所建立的l