光子束在介质界面区域剂量特性的研究

发布时间：2023-04-01 17:12

　　剂量的准确性是放射治疗的核心问题之一,研究表明,超过5%的剂量偏差可能引起严重的并发症或导致肿瘤控制失败,为在放射治疗的整体过程中达到5%的准确性目标,放射治疗计划系统的计算误差不应超过3%。 然而,人体的结构复杂,存在多种组织和空腔结构,它们具有不同的物理和剂量学性质,射线在不同组织中的吸收剂量存在差异。特别在组织间的界面区域,两侧的介质相异性将对界面处的吸收剂量产生不同程度的影响。同时,部分器官的辐射敏感部位处于界面附近,对剂量计算准确性要求较高。治疗计划系统在计算时,常采用大量近似处理,计算界面剂量容易引起误差,可导致错误估计肿瘤和正常组织所受剂量。因此,有必要对界面问题开展研究,正确认识界面区域吸收剂量在各种条件下的变化特点,深入分析不同治疗计划系统算法处理界面问题时准确性,以保证放射治疗的正确实施。 本课题采用Elekta公司MONACO蒙特卡罗计划系统的XVMC算法,模拟计算光子束在不均匀介质中的吸收剂量,获取不同条件下射束中心轴的百分深度剂量曲线,以此对界面区域的吸收剂量变化特点加以分析。同时,基于相同界面及射野条件,用临床使用的Precise Plan计划系统的Clar...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 放射治疗概述
        1.1.1 放射治疗产生与发展
        1.1.2 放射治疗原理
        1.1.3 放射治疗实施过程
    1.2 剂量计算问题的提出
    1.3 组织不均匀修正方法
        1.3.1 能量局部沉积算法
        1.3.2 能量非局部沉积算法
    1.4 界面问题的复杂性
    1.5 课题研究内容
    1.6 课题研究目的
第2章 蒙特卡罗方法计算界面剂量的理论依据
    2.1 蒙特卡罗方法概述
        2.1.1 什么是蒙特卡罗方法
        2.1.2 蒙特卡罗方法解粒子输运问题一般步骤
        2.1.3 蒙特卡罗方法优缺点分析
    2.2 蒙特卡罗方法的软件实现
        2.2.1 蒙特卡罗软件特点
        2.2.2 蒙特卡罗方法模拟粒子输运的计算机程序流程
        2.2.3 蒙特卡罗方法处理光子输运的过程
    2.3 蒙特卡罗计算程序
        2.3.1 蒙特卡罗计算程序的出现与发展
        2.3.2 VMC 程序与XVMC 程序
第3章 界面区域剂量的蒙特卡罗计算与分析
    3.1 实验设备与器材
    3.2 实验方法
        3.2.1 MONACO 建模过程
        3.2.2 模体扫描和图像传输
        3.2.3 数据的获取与处理
    3.3 计算结果的验证
        3.3.1 验证的必要性
        3.3.2 测量方法的选取
        3.3.3 测量方法的可靠性验证
        3.3.4 验证结果
    3.4 结果分析
        3.4.1 不同介质分析部分
        3.4.2 不同能量分析部分
        3.4.3 不同射野大小分析部分
    3.5 小结
第4章 两种治疗计划系统与蒙特卡罗计划系统的比较
    4.1 测试对象
        4.1.1 Precise Plan 1.1 计划系统与Clarkson 叠加算法
        4.1.2、Pinnacle 7.0 计划系统与筒串卷积积分算法
    4.2 实验方法
    4.3 结果与分析
        4.3.1 骨模体计算结果对比分析
        4.3.2 肺模体计算结果对比分析
    4.4 小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录A
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3777537