放疗加速器小野剂量参数的蒙卡模拟

发布时间：2017-03-21 02:10

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【摘要】：放射治疗是治疗恶性肿瘤的三大重要手段之一,大约有60%~70%的恶性肿瘤病人需要接受放射治疗。放射治疗是通过电离辐射,破坏细胞核中的DNA,使细胞失去增殖能力,达到杀死肿瘤细胞的目的。为了达到此目的,需要强大的核技术应用基础作支撑。自1960年以来,放疗直线加速器不断发展,近年来,放射治疗技术已经发展到独特的小射野治疗领域。小射野在现代放疗,特别是一些先进放疗技术,如立体定向放射治疗,调强治疗,伽马刀等放疗技术中起着非常重要的作用。但是现代技术对小野放射剂量的探测是十分困难的,因为探测器体积和精确度有限,导致局部的体积效应,边缘电子不平衡和无法校准等困难。蒙特卡罗方法在各个科技领域均有广泛应用,近几十年来,随着蒙卡方法的迅速发展,它在放疗计划制定中得到了越来越多的应用。直线加速器的校准规则中就用到了有关蒙特卡罗模拟的因素。涉及到和加速器头部有关的治疗方案的计算时,也要基于蒙特卡罗方法。本工作应用EGS4/BEAM蒙卡模拟软件中的BEAMnrc、DOSXYZnrc两个程序,对一台Varian Truebeam医用直线加速器的机头和QA用二维水箱进行模拟。用Beamnrc建立加速器机头部分,将得到的治疗束信息作为输入源输入到DOSXYZnrc建立的模拟二维水箱的程序中。在源皮距为95cm的条件下,得到从4cm×4cm到40cm×40cm开野大小的水模体剂量分布,计算出各开野的射野因子,并与实际测量的到的水箱剂量进行比对,验证此蒙卡程序的准确性。之后对0.5cm×0.5cm到3cm×3cm的小野进行模拟,画出百分深度剂量和剂量剖面曲线图,探索小野的水下剂量分布。本工作模拟小野剂量分布得到的百分深度剂量和剂量剖面曲线,可以为以后的肿瘤治疗中对于小野的剂量参数的探测提供参考。
【关键词】：蒙特卡罗方法 医用加速器 小野 放疗 剂量参数
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R730.55
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-13
• 第二章 研究背景13-31
• 2.1 医用加速器13-22
• 2.1.1 医用加速器的治疗原理13
• 2.1.2 医用加速器的结构13-18
• 2.1.3 X线与物质的相互作用18-22
• 2.2 放射治疗相关概念和参数22-27
• 2.2.1 吸收剂量22-23
• 2.2.2 模体23
• 2.2.3 照射野相关参量23-24
• 2.2.4 百分深度剂量(PDD)24
• 2.2.5 离轴比(OAR)和剂量剖面(Profile)24-26
• 2.2.6 等剂量线26-27
• 2.2.7 模体散射因子27
• 2.3 蒙特卡洛方法及其在放疗中的应用27-31
• 2.3.1蒙特卡罗方法的起源与发展27-29
• 2.3.2 蒙特卡罗方法在放疗中的应用29-31
• 第三章 材料与方法31-35
• 3.1 EGSnrc系统31
• 3.2 BEAMnrc/DOSXYZnrc系统31-32
• 3.3 实验模型建立32-35
• 3.3.1 对加速器治疗机头的蒙卡模拟32-33
• 3.3.2 对水模体的蒙卡模拟33-34
• 3.3.3 水模体剂量的测量34-35
• 第四章 计算结果35-48
• 第五章 讨论48-49
• 参考文献49-52
• 致谢52

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