核素治療是一種治療疾病的有效方法,利用放射性核素衰變產(chǎn)生的短射程粒子殺傷靶區(qū)內(nèi)的惡性細(xì)胞,而對(duì)正常組織或器官的損傷較小。本文針對(duì)核素治療中缺乏有效的劑量監(jiān)測(cè)方法的現(xiàn)狀,提出一種利用核素切倫科夫光成像對(duì)核素治療中的輻射劑量進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方法。利用Geant4構(gòu)建水體模型、甲狀腺模型對(duì)核素治療中切倫科夫光子數(shù)與劑量之間的關(guān)系進(jìn)行研究,進(jìn)一步構(gòu)建胸部體素模型研究乳腺癌核素治療時(shí)的切倫科夫光成像,并探索利用量子點(diǎn)材料來(lái)提升核素切倫科夫光的成像質(zhì)量。主要有以下研究?jī)?nèi)容:(1)利用Geant4構(gòu)建水體模型和甲狀腺模型對(duì)核素產(chǎn)生的切倫科夫光子數(shù)與劑量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行研究�；谒w模型的計(jì)算結(jié)果表明,核素在不同分布情況下產(chǎn)生的切倫科夫光子數(shù)與劑量有著相同的分布規(guī)律,且兩者之間有著明確的定量關(guān)系;在甲狀腺模型中光子數(shù)與劑量也存在著相同的分布規(guī)律。(2)構(gòu)建胸部體素模型對(duì)乳腺癌核素治療進(jìn)行切倫科夫光成像研究。結(jié)果表明隨著腫瘤深度的增加切倫科夫光成像質(zhì)量下降明顯,且光子的探測(cè)效率呈指數(shù)下降趨勢(shì);多腫瘤切倫科夫光成像表明腫瘤內(nèi)核素活度之比與切倫科夫光光強(qiáng)之比具有一定的關(guān)系,且切倫科夫光成像對(duì)不規(guī)則形狀腫瘤核素治... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

甲狀腺核素治療前后的核素顯像

表 r 處小體元的吸收劑量， A r代表 r 處小體元的活度，K 卷積算法需要 PET（Positron Emission Tomography）或者 SPECputed Tomography）等設(shè)備獲取器官或組織中的核素分布情況織的吸收劑量率與源之間距離的數(shù)據(jù)矩陣。這種方法計(jì)算內(nèi)照核，然后根據(jù)放射源的形狀劃分成若干個(gè)小體元，進(jìn)一步對(duì)小計(jì)算方法對(duì)均勻介質(zhì)的吸收劑量計(jì)算結(jié)果精確簡(jiǎn)單，但是不適量的計(jì)算。羅（Monte Carlo）方法對(duì)個(gè)體患者的蒙特卡羅（Monte Carlo, MC）計(jì)算方法[8]可以得結(jié)果。通過(guò)模擬能量沉積的物理過(guò)程來(lái)計(jì)算靶器官的吸收劑量器官的大小、形狀和靶器官的非均勻性對(duì)吸收劑量的影響。同獲取人體內(nèi)放射性核素的活度分布信息，再結(jié)合 CT 獲取的的劑量計(jì)算模型，如圖 1.2 所示。

水 生物組織 1.33 1.41 射角度 θ (deg.) 41.2 44.8 keV) 264.1 213.8 額 (photons cm-1) 232 266 amma 電磁理論[30-31]可知，電荷量為 z 的帶電粒子在介質(zhì)中長(zhǎng)間隔的切倫科夫光子數(shù)可表示為：222 22 1sindN zd dl 結(jié)構(gòu)常量約等于 1/137， 代表切倫科夫光子的波長(zhǎng)， 為方向的夾角。由公式（1-6）可知帶電粒子在介質(zhì)中傳播單光子數(shù)量與光子波長(zhǎng)的平方成反比，因此切倫科夫輻射的光光譜較短的波長(zhǎng)范圍中，如圖 1.3 表示反應(yīng)堆堆芯中產(chǎn)生的


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