當(dāng)今,癌癥已成為威脅我國(guó)人民健康的頭號(hào)殺手且死亡率較高,放射治療作為三大主流腫瘤治療技術(shù)之一,一直不懈追求高精度、高療效和低副作用,而硼中子俘獲治療(BNCT)技術(shù)作為一種特殊的放療手段,隨著加速器中子源技術(shù)的發(fā)展迎來(lái)了新的春天。但生物體內(nèi)硼濃度的在線監(jiān)測(cè)是BNCT技術(shù)中準(zhǔn)確進(jìn)行劑量學(xué)評(píng)估的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),本課題將從BNCT治療過(guò)程中發(fā)出478 ke V瞬發(fā)γ射線的機(jī)制出發(fā)研究基于瞬發(fā)γ射線單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像(PGSPECT)系統(tǒng)的硼濃度在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法,并就PG-SPECT系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵技術(shù)展開具體研究。主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:(1)結(jié)合中國(guó)輻射仿真人體模型利用蒙特卡羅方法驗(yàn)證了PG-SPECT系統(tǒng)在BNCT中開展在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)硼濃度的理論可行性。首先利用MCNP和Geant4兩種不同蒙特卡羅程序?qū)NCT過(guò)程中從軟組織中發(fā)射的瞬發(fā)γ射線展開研究,交互驗(yàn)證了Geant4模擬產(chǎn)生瞬發(fā)γ射線產(chǎn)額的準(zhǔn)確性;然后針對(duì)BNCT治療腦部腫瘤時(shí)采用機(jī)械準(zhǔn)直器對(duì)478 ke V瞬發(fā)γ射線進(jìn)行探測(cè)的系統(tǒng)建模,通過(guò)最大似然期望最大化(MLEM)重建算法對(duì)腦部腫瘤開展圖像斷層重建。研究結(jié)果表明,利用P...

【文章頁(yè)數(shù)】：129 頁(yè)

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 硼中子俘獲治療技術(shù)的研究背景及意義
    1.2 硼中子俘獲治療的研究熱點(diǎn)
        1.2.1 中子源項(xiàng)
        1.2.2 治療計(jì)劃系統(tǒng)
        1.2.3 硼濃度測(cè)量方法
    1.3 本文的主要研究工作
        1.3.1 研究問(wèn)題的提出
        1.3.2 本論文的研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)
第二章 PG-SPECT系統(tǒng)監(jiān)測(cè)BNCT中硼濃度的理論可行性研究
    2.1 引言
        2.1.1 研究背景及意義
        2.1.2 本章節(jié)研究?jī)?nèi)容
    2.2 SPECT重建算法介紹
        2.2.1 濾波反投影重建算法
        2.2.2 迭代重建算法
    2.3 具有腦部腫瘤人體模型構(gòu)建及蒙特卡羅程序Geant4 中參數(shù)設(shè)置
        2.3.1 具有腦部腫瘤人體模型的構(gòu)建
        2.3.2 蒙特卡羅程序Geant4 中參數(shù)設(shè)置
    2.4 BNCT中產(chǎn)生的瞬發(fā)γ射線研究
    2.5 不同體積的單個(gè)腦腫瘤成像研究
    2.6 不同體積的多個(gè)腦腫瘤成像研究
    2.7 本章小結(jié)
第三章 面向PG-SPECT系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試的TRIGA Mark Ⅱ反應(yīng)堆熱柱優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.1 引言
        3.1.1 研究背景及意義
        3.1.2 本章節(jié)研究?jī)?nèi)容
    3.2 帕維亞TRIGA Mark Ⅱ反應(yīng)堆介紹及蒙特卡羅程序MCNP中參數(shù)設(shè)置
        3.2.1 帕維亞TRIGA Mark Ⅱ反應(yīng)堆介紹
        3.2.2 蒙特卡羅程序MCNP中參數(shù)設(shè)置
    3.3 讀寫面源卡SSW/SSR可靠性的驗(yàn)證
    3.4 TRIGA Mark Ⅱ反應(yīng)堆的熱柱優(yōu)化方案設(shè)計(jì)
        3.4.1 優(yōu)化方案
        3.4.2 計(jì)算結(jié)果
    3.5 本章小結(jié)
第四章 PG-SPECT系統(tǒng)中CZT探測(cè)器性能表征及其實(shí)驗(yàn)測(cè)試
    4.1 引言
        4.1.1 研究背景及意義
        4.1.2 本章節(jié)研究?jī)?nèi)容
    4.2 X(γ)射線與物質(zhì)的相互作用及蒙特卡羅程序Geant4 中參數(shù)設(shè)置
        4.2.1 X(γ)射線與物質(zhì)相互作用
        4.2.2 蒙特卡羅程序Geant4 中參數(shù)設(shè)置
    4.3 5×5×20 mm³ CZT探測(cè)器基本性能研究
        4.3.1 研究方法
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果
        4.3.3 蒙特卡羅模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果對(duì)比
    4.4 基于優(yōu)化熱柱的實(shí)驗(yàn)測(cè)量
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建方案Ⅰ及測(cè)量結(jié)果
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建方案Ⅱ及測(cè)量結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
第五章 面向PG-SPECT系統(tǒng)的康普頓相機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其性能評(píng)估
    5.1 引言
        5.1.1 研究背景及意義
        5.1.2 本章節(jié)研究?jī)?nèi)容
    5.2 康普頓相機(jī)介紹及蒙特卡羅程序Geant4 中參數(shù)設(shè)置
        5.2.1 康普頓相機(jī)介紹
        5.2.2 蒙特卡羅程序Geant4 中參數(shù)設(shè)置
    5.3 康普頓相機(jī)的優(yōu)化
        5.3.1 散射探測(cè)器的厚度Tscatter
        5.3.2 散射探測(cè)器的寬度Wscatter
        5.3.3 吸收探測(cè)器的厚度Tabsorber
        5.3.4 吸收探測(cè)器的寬度Wabsorber
        5.3.5 散射探測(cè)器與吸收探測(cè)器的距離D
    5.4 康普頓相機(jī)的評(píng)估
    5.5 本章小結(jié)
第六章 面向PG-SPECT系統(tǒng)的康普頓相機(jī)快速重建算法研究及其應(yīng)用
    6.1 引言
        6.1.1 研究背景及意義
        6.1.2 本章節(jié)研究?jī)?nèi)容
    6.2 康普頓相機(jī)重建算法介紹
        6.2.1 解析法
        6.2.2 迭代法
    6.3 康普頓相機(jī)重建算法的對(duì)比研究
    6.4 含黑色素瘤人體模型的構(gòu)建及蒙特卡羅程序Geant4 中參數(shù)設(shè)置
        6.4.1 含黑色素瘤人體模型的構(gòu)建
        6.4.2 蒙特卡羅程序Geant4 中參數(shù)設(shè)置
    6.5 康普頓相機(jī)對(duì)黑色素瘤的成像研究
        6.5.1 單角度康普頓相機(jī)重建結(jié)果
        6.5.2 多角度康普頓相機(jī)重建結(jié)果
    6.6 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 本文總結(jié)
    7.2 本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.3 本文展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3943656