目的:探討基于GAMOS的蒙特卡羅（MC）方法模擬電子線放療的劑量精確性。方法:運(yùn)用GAMOS MC程序,建立Varian Rapidarc加速器3檔能量（6、9和12 MeV）及3種限光筒[（6×6）、（10×10）和（15×15）cm²]的束流模型,模擬束流在水模體中的劑量分布,并與測量得到的百分深度劑量和等平面劑量分布比較,評估GAMOS軟件模擬電子線照射的精確性和運(yùn)算效率。結(jié)果:模擬的粒子數(shù)越多,模擬與測量結(jié)果的誤差越小;當(dāng)模擬粒子的數(shù)量達(dá)到5×10⁸時(shí),各個(gè)能量的電子線射程（Rp）和50%劑量深度(R₅₀)的模擬結(jié)果與測量結(jié)果一致;除建成區(qū)外,百分深度劑量模擬和測量的結(jié)果誤差在2%以內(nèi);等平面劑量分布模擬和測量的結(jié)果誤差也在2%以內(nèi),模擬的照射野大小與測量結(jié)果一致。運(yùn)算效率中,能量越大,限光筒尺寸越大,并行同步模擬所用的時(shí)間越多,模擬時(shí)間的變化越大。結(jié)論:基于GAMOS的MC方法可準(zhǔn)確地模擬放療電子線照射劑量的分布,粒子數(shù)的增加可提高模擬的精確性,并行同步計(jì)算可提高模擬的效率。 

【文章來源】：中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2020,37(07)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

模擬的9 MeV電子線粒子數(shù)對PDD和Profile的影響

與電離室測量結(jié)果相比，本研究MC劑量模擬結(jié)果中，PDD和Profile的模擬結(jié)果與測量結(jié)果相差2%。符合AAPM推薦的誤差標(biāo)準(zhǔn)[16-17]。Helo等[18]研究的結(jié)果顯示，MC劑量模擬結(jié)果中，PDD建成區(qū)誤差達(dá)3%,Profile半影區(qū)域誤差達(dá)10%。Helo等[18]研究結(jié)果誤差稍大于本研究，可能因?yàn)槠溲芯恐胁捎昧Ｗ訑?shù)只有100萬個(gè)，遠(yuǎn)小于本研究采用的粒子數(shù)，導(dǎo)致結(jié)果誤差較大。因此，基于GAMOS的MC模擬過程中，模擬的粒子數(shù)達(dá)5 000萬時(shí)，模擬和測量的結(jié)果誤差在2%以內(nèi)，與Andreo等[13]的研究結(jié)果一致。圖4 3檔電子線和3種限光筒分別照射水模體的模擬時(shí)間對比圖

目前臨床使用的各種解析式電子線劑量計(jì)算方法的誤差較大，達(dá)10%以上[11-13]。MC方法能準(zhǔn)確模擬粒子輸運(yùn)過程，從而實(shí)現(xiàn)精確的劑量計(jì)算，是放療劑量計(jì)算的金標(biāo)準(zhǔn)[14-15]。腫瘤放射治療中，電子線照射廣泛應(yīng)用于體表腫瘤的治療。本研究利用MC方法模擬電子線照射水模型的物理過程，分析了不同能量和限光筒照射條件下，粒子數(shù)對于模擬結(jié)果的影響，MC所用的模擬時(shí)間和PDD、Phonerofile分布的誤差結(jié)果。圖2 模擬的9 MeV電子線粒子數(shù)對PDD和Profile的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于GPU的蒙特卡洛放療劑量模擬[J]. 司森,吳鑫全,包尚聯(lián),黃斐增.  中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2015(01)
[2]應(yīng)用Geant4計(jì)算光子外照射對人體產(chǎn)生的有效劑量[J]. 李明生,歐向明,牛昊巍,程金生.  中國醫(yī)學(xué)裝備. 2010(07)



本文編號(hào)：3010717