本文關鍵詞：臨床IMRT放射治療的劑量驗證及未均整射束的劑量學特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：放射治療是腫瘤治療的重要手段之一，其孜孜以求的發(fā)展目標是更精確的射束控制、更好的療效和更小的損傷。調(diào)強適形放射治療（IMRT）是當前臨床腫瘤精確放療的主要技術方式。IMRT治療中，因為多葉光柵（MLC）的使用及其較大的強度變化梯度，可能導致放療的常規(guī)劑量計算出現(xiàn)較大誤差。為了保證放射治療的質(zhì)量，更準確地計算IMRT中患者的劑量分布，本研究按照影響劑量分布的各個因素及其功能劃分，建立了直線加速器治療機頭模型、照射環(huán)境模型和實際病人CT圖像體素轉(zhuǎn)換模型（Voxel Model）。并結合蒙特卡羅程序BEAMnrc和DOSXYZnrc對這些模型實現(xiàn)了模塊化和組合計算，建立了針對性的劑量計算方法并實際模擬了臨床IMRT多野照射情況下人體劑量分布。同時，通過模擬移除加速器均整過濾器模塊，獲得了未均整射束的劑量學特性，并與傳統(tǒng)均整射束劑量學特性進行比較，探討了未均整射束在放療中可能的應用優(yōu)勢。本研究對推動腫瘤IMRT技術以及新型放療手段的發(fā)展提供了理論計算的依據(jù)，為放射治療臨床使用、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制提供參考意見和依據(jù)。本文的主要內(nèi)容如下： 1.根據(jù)加速器廠家和醫(yī)院提供的直線加速器機頭的結構資料，利用蒙特卡羅程序模塊化建立直線加速器機頭的結構模型、照射環(huán)境模型、計算水模型及實際病人體素模型，計算了水模型中劑量分布，并與實際測量數(shù)據(jù)相比較，驗證以上模型的準確性。 2.模擬計算了直線加速器中移除均整過濾器后的光子束劑量分布，分析了其劑量學特性，，并與均整射束劑量學特性進行了全方面的比較，闡述了其在放療中應用的優(yōu)勢和前景。 3.實現(xiàn)CT圖像向MC體素模型的轉(zhuǎn)換，利用CT圖像建立蒙特卡羅計算的實際病人模型，并且模擬臨床IMRT治療過程的多野照射，計算腫瘤靶區(qū)的劑量分布，得到等中心層面的等劑量曲線分布。同時模擬計算了均整和未均整射束IMRT治療中病人體內(nèi)的劑量分布。
【關鍵詞】：放射治療 蒙特卡羅方法 直線加速器 未均整射束 劑量計算
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：R815
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 引言10-12
• 第一章 放射治療概述與劑量計算簡介12-18
• 1.1 腫瘤發(fā)展現(xiàn)狀與放射治療簡介12-13
• 1.2 腫瘤放射治療設備的發(fā)展概述13
• 1.3 劑量計算模式13-15
• 1.3.1 基于修正方法的劑量計算模式14-15
• 1.3.2 基于模型方法的劑量計算模式15
• 1.4 劑量計算中考慮的重要問題15-18
• 1.4.1 準確劑量計算在腫瘤放射治療中的作用15-16
• 1.4.2 不均勻組織校正的重要性16
• 1.4.3 劑量計算中考慮的物理因素16-18
• 第二章 蒙特卡羅方法及其醫(yī)學應用介紹18-26
• 2.1 蒙特卡羅方法概述18-19
• 2.2 蒙特卡羅模擬過程及其基礎19-20
• 2.3 蒙特卡羅方法的優(yōu)缺點20-21
• 2.4 蒙特卡羅方法在放射治療中的應用21-22
• 2.5 放療劑量計算中常用的蒙特卡羅軟件22-25
• 2.5.1 一般常用軟件簡介22-23
• 2.5.2 本研究中使用的蒙卡軟件23-25
• 2.6 本章小結25-26
• 第三章 直線加速器模塊化劑量計算模型26-42
• 3.1 模擬中所涉子程序模塊功能及應用26-34
• 3.1.1 BEAMnrc 子程序26-29
• 3.1.2 BEAMDP 子程序29-30
• 3.1.3 DOSXYZnrc 子程序30-32
• 3.1.4 CTCREATE 子程序32-34
• 3.2 模塊化建立直線加速器機頭模型34-40
• 3.2.1 直線加速器機頭的組成35-37
• 3.2.2 BEAMnrc 模擬直線加速器機頭37-38
• 3.2.3 BEAMnrc 模擬參數(shù)設置38-40
• 3.3 照射環(huán)境模型建立40
• 3.4 體模模型建立40-41
• 3.5 本章小結41-42
• 第四章 均整器對放療光子束劑量學特性影響42-66
• 4.1 加速器中均整器的作用及組成42
• 4.2 未均整射束劑量學特性研究背景42-43
• 4.3 移除均整器模型建立及光子束劑量學特性計算43-46
• 4.3.1 模型的建立和參數(shù)的設定43-44
• 4.3.2 Monte-Carlo 劑量計算44-45
• 4.3.3 光子束劑量學特性45-46
• 4.3.4 實際劑量測量46
• 4.4 西門子直線加速器移除均整器后光子束劑量學特性46-65
• 4.4.1 蒙特卡羅參數(shù)調(diào)整46-47
• 4.4.2 兩種射束注量分布比較47-51
• 4.4.3 兩種射束光子能譜和角度分布比較51-54
• 4.4.4 三維劑量分布54-55
• 4.4.5 兩種射束等劑量曲線分布比較55-56
• 4.4.6 深度劑量分布56-59
• 4.4.7 離軸比劑量分布59-61
• 4.4.8 總散射校正因子61-64
• 4.4.9 中心軸和離軸的劑量率變化64-65
• 4.5 本章小結65-66
• 第五章 患者體內(nèi)劑量分布的蒙特卡羅計算66-76
• 5.1 實際病人體內(nèi)劑量準確計算的重要性66-67
• 5.2 實際患者體素模型建立67-72
• 5.2.1 CTCREATE 程序的介紹及功能應用67
• 5.2.2 由 CT 圖像數(shù)據(jù)建立人體幾何模型67-68
• 5.2.3 X 射線衰減系數(shù)與 CT 值曲線的建立68
• 5.2.4 CT 值值域劃分68-70
• 5.2.5 CT 圖像轉(zhuǎn)換為 MC 輸入70-71
• 5.2.6 人體內(nèi)劑量分布的計算71-72
• 5.3 實際患者體內(nèi)劑量分布及均整與未均整射束劑量分布比較72-74
• 5.3.1 CT 圖像轉(zhuǎn)換為 MC 輸入模型72-73
• 5.3.2 小射野射束在病人體內(nèi)的劑量分布73-74
• 5.3.3 大射野射束在病人體內(nèi)的劑量分布74
• 5.4 本章小結74-76
• 第六章 結論與展望76-79
• 6.1 結論76-77
• 6.2 展望77-79
• 參考文獻79-84
• 攻讀學位期間本人出版或公開發(fā)表的論著、論文84-85
• 致謝85-86

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