基于蒙特卡罗的医用直线加速器治疗室剂量分布研究

发布时间：2017-08-23 06:04

  本文关键词：基于蒙特卡罗的医用直线加速器治疗室剂量分布研究

  更多相关文章： 医用加速器 蒙特卡罗 剂量分布 光中子

【摘要】：随着肿瘤患者越来越多,各大医院加大对治疗肿瘤的投入,特别是放疗设备的研发,各种高技术高质量的医用电子加速器机型不断出现,医用加速器已成为放射治疗领域中主流放射治疗仪器。在放疗过程中,为了保证射线的质量和机房的射线屏蔽效果,需要对射线在人体内的剂量分布和放射治疗室内的剂量分布进行精确地计算。本研究运用蒙特卡罗方法,借助于MCNP程序对医用电子直线加速器在进行放射治疗时产生的剂量分布进行了研究。(1)建立了详细的加速器机头结构模型;(2)采用分步模拟法,先得到电子打靶产生的X射线的能谱分布和角通量分布,再把该X射线作为源计算了治疗束在水模体内的三维剂量分布,并将百分深度剂量和离轴比曲线与实测值进行了对比,结果显示二者符合很好,说明该加速器机头模型和物理过程是准确的;(3)根据实际机房参数建立了加速器机头和机房模型,画出了加速器在能量10MV,射野10×10cm2设置下四个不同方向的X射线在治疗室内部各个区域的剂量分布图,还计算光中子在等中心2m范围内的剂量水平,分析指出治疗室内部X射线的剂量衰减趋势比与距离平方呈反比的衰减趋势要缓,并且经过一个转折辐射水平下降一个量级,为相关的屏蔽优化设计提供了方向;(4)在治疗室内部选取了十个点进行测量,测量值与计算值对比显示只有个别点误差较大,两者总体符合良好,说明本文对机房内的剂量计算数值是准确可靠的,模拟计算值能代表实际的辐射水平。希望本文得到的数据和结果能为以后相关的屏蔽优化设计和受照剂量评估提供参考,所做的工作能对加速器的相关研究予以帮助,为今后更深层的研究打下基础。
【关键词】：医用加速器 蒙特卡罗 剂量分布 光中子
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TL53;R730.55
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 国内外研究状况10-12
• 1.3 本文主要工作12-15
• 第2章 医用电子直线加速器简介15-23
• 2.1 加速器的发展15-16
• 2.2 医用电子直线加速器的原理及结构16-18
• 2.2.1 电子直线加速器的原理16-17
• 2.2.2 医用电子直线加速器的结构17-18
• 2.3 医用电子直线加速器射线的形成及其防护18-20
• 2.3.1 电子直线加速器射线的形成18-19
• 2.3.2 治疗室内射线的辐射防护基础知识19-20
• 2.4 本文所需的一些名词解释20-23
• 第3章 蒙特卡罗方法23-31
• 3.1 蒙特卡罗方法概述23
• 3.2 粒子输运理论部分23-24
• 3.2.1 构造或描述物理过程23-24
• 3.2.2 确定所使用的技巧24
• 3.2.3 确定在输运中粒子的状态参数及序列24
• 3.2.4 确定相关分布的抽样方法24
• 3.3 蒙特卡罗方法在放射治疗中的应用24-25
• 3.4 蒙特卡罗软件的选取25-26
• 3.5 MCNP的使用说明26-28
• 3.5.1 MCNP的输入文件及运行26-27
• 3.5.2 MCNP的输出结果及可靠性27-28
• 3.6 本课题模型来源28
• 3.7 本课题模拟过程中使用的一些功能卡28-31
• 第4章 医用加速器机头的模拟及水模体内剂量分布31-47
• 4.1 辐射源项分析31
• 4.2 机头模型建立31-34
• 4.2.1 机头主要部件31-32
• 4.2.2 几何结构32-34
• 4.2.3 物理特性34
• 4.3 模拟方法34-38
• 4.4 水模体内剂量分布38-45
• 4.4.1 百分深度剂量40-43
• 4.4.2 离轴分布剂量43-45
• 4.5 本章小结45-47
• 第5章 医用加速器治疗室剂量分布47-59
• 5.1 治疗室模型的建立47-49
• 5.1.1 机房实际参数47
• 5.1.2 治疗室的Monte Carlo模型47-48
• 5.1.3 计算方法48-49
• 5.2 治疗室内X射线剂量分布49-53
• 5.2.1 10MV X射线的剂量分布49-52
• 5.2.2 射线随距离的衰减分析52-53
• 5.3 治疗室外辐射水平53-54
• 5.4 光核中子模拟54-55
• 5.5 实验测量及讨论55-58
• 5.6 本章小结58-59
• 第6章 结论与建议59-61
• 6.1 结论59
• 6.2 建议59-61
• 致谢61-63
• 参考文献63-67
• 附录67-75
• 附录A 加速器机房结构图67-68
• 附录B 加速器机头与机房模型代码68-74
• 附录C 治疗室内各个点X射线的周围剂量当量74-75

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈正国,周智新,孙振雄;电子线全身照射中剂量分布[J];核技术;1991年05期

2 汪裕荣,周登;质子剂量的解析计算[J];核技术;1999年03期

3 张利民,王玲珍,叶东胜,白益华,徐佩玲,朱力;电子束辐射交联电线电缆剂量分布的测量[J];核技术;1987年11期

4 徐建一,邹绪春,张友德,戴黎明;46道医用剂量分布仪的研制[J];中国测试技术;2005年05期

5 白玫;刘彬;严汉民;;多排螺旋CT胸部扫描人体剂量分布[J];中国医学装备;2009年12期

6 张纯祥，，罗达玲;粒子的径迹结构与径向剂量分布[J];核物理动态;1996年01期

7 卢杰,黄劭敏,钱剑扬,管迅行,伍建华;肺屏蔽块对全身照射剂量分布的影响[J];中国医学物理学杂志;1999年02期

8 冯宁远,余耘;近距离放疗剂量学方法(二)——剂量分布的验证[J];中国放射肿瘤学;1991年01期

9 李龙根,葛丽珍,郭晓梅,何少琴;胶片法测试~(60)Co旋转治疗剂量分布[J];中国放射肿瘤学;1991年04期

10 杨占山,冯定华,常自持,李士骏;头部CT扫描时受检者的体表剂量分布[J];中国核科技报告;1989年00期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 宋燕薇;杨新妹;杨芝萍;;对穿照射野的剂量权重分配对剂量分布的影响[A];2009年浙江省放射肿瘤治疗学学术年会论文汇编[C];2009年

2 王俊杰;田素青;李金娜;刘江平;姜伟娟;;放射性~(125)I粒子平面永久插植布源剂量分布研究[A];第一届中国肿瘤微创治疗研讨会暨中国抗癌协会肿瘤微创治疗专业委员会成立大会论文集[C];2005年

3 李建;郎锦义;吴大可;;X刀放射治疗照射野剂量分布特点研究[A];2007第六届全国放射肿瘤学学术年会论文集[C];2007年

4 赵强;毛飞;周宏余;张根发;张丰收;;高能碳离子和质子在水中的剂量分布和能量歧离[A];第十四届全国核物理大会暨第十届会员代表大会论文集[C];2010年

5 刘建平;刘卫东;杨俊泉;;非均匀组织中基于蒙卡方法的放疗剂量分布研究[A];第五届全国中医药免疫学术研讨会——暨环境·免疫与肿瘤防治综合交叉会议论文汇编[C];2009年

6 董洋;李丰彤;王境生;袁智勇;宋勇春;王晓光;刘群;王平;;射波刀同步呼吸追踪治疗模式的实际剂量分布情况研究[A];中华医学会放射肿瘤治疗学分会六届二次暨中国抗癌协会肿瘤放疗专业委员会二届二次学术会议论文集[C];2009年

7 陈飞达;汤晓斌;刘云鹏;谢芹;耿长冉;;基于蒙特卡罗方法的近距离放疗剂量分布研究[A];中国核科学技术进展报告（第二卷）——中国核学会2011年学术年会论文集第9册（核医学分卷、核技术工业应用分卷）[C];2011年

8 纪刚;郭勇;骆亿生;张文仲;;~(252)Cf裂变中子源在组织等效模体中的中子和γ辐射剂量分布的计算[A];中华医学会放射医学与防护学分会第三次全国中青年学术交流会论文汇编[C];2001年

9 李智华;;电子线斜入射对剂量分布影响的分析[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年

10 汪琪;翟振宇;王静;何侠;蒋明华;叶峰;;利用二维电离室矩阵验证鼻咽癌调强放射治疗的剂量分布[A];第六届全国鼻咽癌学术大会论文汇编[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 方守贤;质子治疗离我们有多远②[N];人民日报海外版;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 高留刚;质子放疗的侧向散射及剂量补偿[D];南京大学;2014年

2 王东东;基于知识库及重叠体积直方图算子的IMRT计划质量控制方法研究[D];南京航空航天大学;2014年

3 徐洋洋;基于蒙特卡罗的医用直线加速器治疗室剂量分布研究[D];东华理工大学;2016年

4 杨铸;Monte Carlo模拟平滑技术及矩阵模型FsPB中的剂量修正算法研究[D];合肥工业大学;2009年

5 孙文钊;种子源近距离肿瘤治疗中剂量分布的研究[D];中国协和医科大学;2007年

6 丰树强;Co60治疗机剂量分布的蒙特卡罗计算[D];中国原子能科学研究院;2007年

7 牛璐莹;~(125)I和~(103)Pd放射粒子源剂量分布的蒙特卡罗模拟[D];吉林大学;2012年

8 黎亚平;用EGS4研究辐射反应器中的剂量分布[D];四川大学;2005年

9 郑永明;TQ-2000B调强剂量分布图检测仪的研制[D];成都理工大学;2007年

10 姜锋;人工铅模与多叶准直器对鼻咽癌常规放疗剂量分布的影响[D];浙江大学;2008年

本文编号：723370