利用蒙特卡罗软件TOPAS研究MRIgRT中磁场对多粒子辐射剂量的影响

发布时间：2021-01-18 18:56

　　图像引导放射治疗（IGRT）是精确放射治疗最有效的手段之一,其中最新的MRIgRT,要求放射治疗计划系统考虑MRIgRT设备中的磁场对带电粒子运动轨迹的影响,否则无法准确计算MRIgRT技术中的辐射剂量。蒙特卡罗方法能准确模拟粒子与物质的输运过程,甚至能计算MRIgRT磁场下的辐射剂量,所以是辐射剂量计算的黄金准则。本课题目的是研究MRIgRT中磁场对多粒子辐射剂量的影响。科研任务的方法包括:首先,用蒙特卡罗软件TOPAS（TOol for PArticle Simulation）模拟在不同磁场强度下,多粒子（光子、质子、碳离子）在均匀水模体中的剂量分布。其次,在此基础上,再研究了同样条件下,多粒子在非均匀水模体（水-空气-水模型）中的剂量分布。最后,基于病人的CT数据,计算了各种情况下,多粒子在病人体内的剂量分布。计算结果表明:磁场环境下光子在均匀水模体中剂量分布与无磁场情况相比,剂量建成区缩短。而在水-空气-水模型中的介质交界面发生了显著的电子回转效应,水-空气交界面,水中剂量明显增大,在空气-水交界面,水中的剂量明显下降。模拟的乳腺治疗计划,磁场存在时皮肤剂量升高。前列腺治疗计划... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．?１?Ｎｅｘｔ?ｄｏｏｒ型ＭＲＩ与加速器用于放射治疗不意图（Ｋａｒｌｓｓｏｎ?ｅｔ?ａｌ?２００９）??集成式的加速器与ＭＲＩ，在放射治疗期间能对靶区与危及器官实现实时的??

ＣＣＩ团队最初提出将主磁场与束流方向分为平行方案与垂直方案。??但实际建造过程，选择了平行方案，即主磁场方向与束流平行，通过旋转磁铁??和机架来保持平行，如图１．３所示。??ｌ??图１．３全身Ｌｉｎａｃ－ＭＲＩ磁铁与旋转机架示意图（Ｌａｇｅｎｄｉｊｋ?ｅｔ?ａｌ?２０１４ｂ）??２０１３年，ＣＣＩ开始研发商用版本的临床全身Ｌｉｎａｃ－ＭＲＩｖ．２系统，该系统将??集成直线加速器与０．５Ｔ的ＭＲ，如１．４所示，目前该系统还在开发中。临床全??身Ｌｉｎａｃ－ＭＲＩ?ｖ．２系统主要参数可以参考Ｋｅｙｖａｎｌｏｏ的文献（Ｋｅｙｖａｎｌｏｏ?ｅｔ?ａｌ??２０１６）。??６??

ＣＣＩ团队最初提出将主磁场与束流方向分为平行方案与垂直方案。??但实际建造过程，选择了平行方案，即主磁场方向与束流平行，通过旋转磁铁??和机架来保持平行，如图１．３所示。??ｌ??图１．３全身Ｌｉｎａｃ－ＭＲＩ磁铁与旋转机架示意图（Ｌａｇｅｎｄｉｊｋ?ｅｔ?ａｌ?２０１４ｂ）??２０１３年，ＣＣＩ开始研发商用版本的临床全身Ｌｉｎａｃ－ＭＲＩｖ．２系统，该系统将??集成直线加速器与０．５Ｔ的ＭＲ，如１．４所示，目前该系统还在开发中。临床全??身Ｌｉｎａｃ－ＭＲＩ?ｖ．２系统主要参数可以参考Ｋｅｙｖａｎｌｏｏ的文献（Ｋｅｙｖａｎｌｏｏ?ｅｔ?ａｌ??２０１６）。??６??

【参考文献】：
期刊论文
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[3]MRI引导放射治疗研究进展[J]. 邵雨卉,付杰.  中国医学计算机成像杂志. 2016(05)
[4]MRI引导放射治疗中电子回转效应的蒙特卡罗研究[J]. 游士虎,胡南,吴章文,刘岩海,吴骏翔,侯氢,勾成俊.  原子核物理评论. 2015(03)
[5]横向均匀磁场对高能电子束剂量分布影响的蒙特卡罗研究[J]. 游士虎,徐云,吴章文,侯氢,勾成俊.  生物医学工程学杂志. 2014(06)
[6]图像引导放疗的实现方式[J]. 戴建荣,胡逸民.  中华放射肿瘤学杂志. 2006(02)
[7]图像引导放射治疗研究及其发展[J]. 于金明,袁双虎.  中华肿瘤杂志. 2006(02)



本文编号：2985473