本文關(guān)鍵詞：基于蒙特卡羅的醫(yī)用直線加速器治療室劑量分布研究

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【摘要】：隨著腫瘤患者越來(lái)越多,各大醫(yī)院加大對(duì)治療腫瘤的投入,特別是放療設(shè)備的研發(fā),各種高技術(shù)高質(zhì)量的醫(yī)用電子加速器機(jī)型不斷出現(xiàn),醫(yī)用加速器已成為放射治療領(lǐng)域中主流放射治療儀器。在放療過(guò)程中,為了保證射線的質(zhì)量和機(jī)房的射線屏蔽效果,需要對(duì)射線在人體內(nèi)的劑量分布和放射治療室內(nèi)的劑量分布進(jìn)行精確地計(jì)算。本研究運(yùn)用蒙特卡羅方法,借助于MCNP程序?qū)︶t(yī)用電子直線加速器在進(jìn)行放射治療時(shí)產(chǎn)生的劑量分布進(jìn)行了研究。(1)建立了詳細(xì)的加速器機(jī)頭結(jié)構(gòu)模型;(2)采用分步模擬法,先得到電子打靶產(chǎn)生的X射線的能譜分布和角通量分布,再把該X射線作為源計(jì)算了治療束在水模體內(nèi)的三維劑量分布,并將百分深度劑量和離軸比曲線與實(shí)測(cè)值進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果顯示二者符合很好,說(shuō)明該加速器機(jī)頭模型和物理過(guò)程是準(zhǔn)確的;(3)根據(jù)實(shí)際機(jī)房參數(shù)建立了加速器機(jī)頭和機(jī)房模型,畫(huà)出了加速器在能量10MV,射野10×10cm2設(shè)置下四個(gè)不同方向的X射線在治療室內(nèi)部各個(gè)區(qū)域的劑量分布圖,還計(jì)算光中子在等中心2m范圍內(nèi)的劑量水平,分析指出治療室內(nèi)部X射線的劑量衰減趨勢(shì)比與距離平方呈反比的衰減趨勢(shì)要緩,并且經(jīng)過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)折輻射水平下降一個(gè)量級(jí),為相關(guān)的屏蔽優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了方向;(4)在治療室內(nèi)部選取了十個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量值與計(jì)算值對(duì)比顯示只有個(gè)別點(diǎn)誤差較大,兩者總體符合良好,說(shuō)明本文對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的劑量計(jì)算數(shù)值是準(zhǔn)確可靠的,模擬計(jì)算值能代表實(shí)際的輻射水平。希望本文得到的數(shù)據(jù)和結(jié)果能為以后相關(guān)的屏蔽優(yōu)化設(shè)計(jì)和受照劑量評(píng)估提供參考,所做的工作能對(duì)加速器的相關(guān)研究予以幫助,為今后更深層的研究打下基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：醫(yī)用加速器 蒙特卡羅 劑量分布 光中子
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TL53;R730.55
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況10-12
• 1.3 本文主要工作12-15
• 第2章 醫(yī)用電子直線加速器簡(jiǎn)介15-23
• 2.1 加速器的發(fā)展15-16
• 2.2 醫(yī)用電子直線加速器的原理及結(jié)構(gòu)16-18
• 2.2.1 電子直線加速器的原理16-17
• 2.2.2 醫(yī)用電子直線加速器的結(jié)構(gòu)17-18
• 2.3 醫(yī)用電子直線加速器射線的形成及其防護(hù)18-20
• 2.3.1 電子直線加速器射線的形成18-19
• 2.3.2 治療室內(nèi)射線的輻射防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)19-20
• 2.4 本文所需的一些名詞解釋20-23
• 第3章 蒙特卡羅方法23-31
• 3.1 蒙特卡羅方法概述23
• 3.2 粒子輸運(yùn)理論部分23-24
• 3.2.1 構(gòu)造或描述物理過(guò)程23-24
• 3.2.2 確定所使用的技巧24
• 3.2.3 確定在輸運(yùn)中粒子的狀態(tài)參數(shù)及序列24
• 3.2.4 確定相關(guān)分布的抽樣方法24
• 3.3 蒙特卡羅方法在放射治療中的應(yīng)用24-25
• 3.4 蒙特卡羅軟件的選取25-26
• 3.5 MCNP的使用說(shuō)明26-28
• 3.5.1 MCNP的輸入文件及運(yùn)行26-27
• 3.5.2 MCNP的輸出結(jié)果及可靠性27-28
• 3.6 本課題模型來(lái)源28
• 3.7 本課題模擬過(guò)程中使用的一些功能卡28-31
• 第4章 醫(yī)用加速器機(jī)頭的模擬及水模體內(nèi)劑量分布31-47
• 4.1 輻射源項(xiàng)分析31
• 4.2 機(jī)頭模型建立31-34
• 4.2.1 機(jī)頭主要部件31-32
• 4.2.2 幾何結(jié)構(gòu)32-34
• 4.2.3 物理特性34
• 4.3 模擬方法34-38
• 4.4 水模體內(nèi)劑量分布38-45
• 4.4.1 百分深度劑量40-43
• 4.4.2 離軸分布劑量43-45
• 4.5 本章小結(jié)45-47
• 第5章 醫(yī)用加速器治療室劑量分布47-59
• 5.1 治療室模型的建立47-49
• 5.1.1 機(jī)房實(shí)際參數(shù)47
• 5.1.2 治療室的Monte Carlo模型47-48
• 5.1.3 計(jì)算方法48-49
• 5.2 治療室內(nèi)X射線劑量分布49-53
• 5.2.1 10MV X射線的劑量分布49-52
• 5.2.2 射線隨距離的衰減分析52-53
• 5.3 治療室外輻射水平53-54
• 5.4 光核中子模擬54-55
• 5.5 實(shí)驗(yàn)測(cè)量及討論55-58
• 5.6 本章小結(jié)58-59
• 第6章 結(jié)論與建議59-61
• 6.1 結(jié)論59
• 6.2 建議59-61
• 致謝61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 附錄67-75
• 附錄A 加速器機(jī)房結(jié)構(gòu)圖67-68
• 附錄B 加速器機(jī)頭與機(jī)房模型代碼68-74
• 附錄C 治療室內(nèi)各個(gè)點(diǎn)X射線的周?chē)鷦┝慨?dāng)量74-75

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