基于切伦科夫光成像的核素治疗剂量监测及改进方法研究

发布时间：2020-12-13 02:02

　　核素治疗是一种治疗疾病的有效方法,利用放射性核素衰变产生的短射程粒子杀伤靶区内的恶性细胞,而对正常组织或器官的损伤较小。本文针对核素治疗中缺乏有效的剂量监测方法的现状,提出一种利用核素切伦科夫光成像对核素治疗中的辐射剂量进行监测的方法。利用Geant4构建水体模型、甲状腺模型对核素治疗中切伦科夫光子数与剂量之间的关系进行研究,进一步构建胸部体素模型研究乳腺癌核素治疗时的切伦科夫光成像,并探索利用量子点材料来提升核素切伦科夫光的成像质量。主要有以下研究内容:(1)利用Geant4构建水体模型和甲状腺模型对核素产生的切伦科夫光子数与剂量之间的关联关系进行研究。基于水体模型的计算结果表明,核素在不同分布情况下产生的切伦科夫光子数与剂量有着相同的分布规律,且两者之间有着明确的定量关系;在甲状腺模型中光子数与剂量也存在着相同的分布规律。(2)构建胸部体素模型对乳腺癌核素治疗进行切伦科夫光成像研究。结果表明随着肿瘤深度的增加切伦科夫光成像质量下降明显,且光子的探测效率呈指数下降趋势;多肿瘤切伦科夫光成像表明肿瘤内核素活度之比与切伦科夫光光强之比具有一定的关系,且切伦科夫光成像对不规则形状肿瘤核素治... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【图文】：

甲状腺核素治疗前后的核素显像

表 r 处小体元的吸收剂量， A r代表 r 处小体元的活度，K 卷积算法需要 PET（Positron Emission Tomography）或者 SPECputed Tomography）等设备获取器官或组织中的核素分布情况织的吸收剂量率与源之间距离的数据矩阵。这种方法计算内照核，然后根据放射源的形状划分成若干个小体元，进一步对小计算方法对均匀介质的吸收剂量计算结果精确简单，但是不适量的计算。罗（Monte Carlo）方法对个体患者的蒙特卡罗（Monte Carlo, MC）计算方法[8]可以得结果。通过模拟能量沉积的物理过程来计算靶器官的吸收剂量器官的大小、形状和靶器官的非均匀性对吸收剂量的影响。同获取人体内放射性核素的活度分布信息，再结合 CT 获取的的剂量计算模型，如图 1.2 所示。

水 生物组织 1.33 1.41 射角度 θ (deg.) 41.2 44.8 keV) 264.1 213.8 额 (photons cm-1) 232 266 amma 电磁理论[30-31]可知，电荷量为 z 的带电粒子在介质中长间隔的切伦科夫光子数可表示为：222 22 1sindN zd dl 结构常量约等于 1/137， 代表切伦科夫光子的波长， 为方向的夹角。由公式（1-6）可知带电粒子在介质中传播单光子数量与光子波长的平方成反比，因此切伦科夫辐射的光光谱较短的波长范围中，如图 1.3 表示反应堆堆芯中产生的


本文编号：2913681