目的:評(píng)估采用蒙特卡洛（MC）模擬方法和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)數(shù)字人體模型（USTC體模）在質(zhì)子治療設(shè)施中的輻射屏蔽優(yōu)化設(shè)計(jì)。方法:使用MC模擬方法和USTC體模計(jì)算數(shù)字體模處于不同位置時(shí)在不同部位的當(dāng)量劑量率（EDR）,對(duì)安徽省合肥市離子醫(yī)學(xué)中心（HIMC）的新型質(zhì)子治療設(shè)施的屏蔽設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估,并將其與采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出的EDR進(jìn)行比較。結(jié)果:使用鐵靶時(shí),經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出的EDR值比MC模擬方法得到的結(jié)果偏高27.6倍;使用水靶時(shí),經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果較MC模擬結(jié)果高36.6倍,說明使用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行屏蔽計(jì)算將使得劑量被高估,從而導(dǎo)致成本增加,不符合輻射防護(hù)最優(yōu)化原則。結(jié)論:利用USTC體模對(duì)質(zhì)子治療設(shè)施進(jìn)行基于MC模擬的屏蔽計(jì)算可以得到更加準(zhǔn)確和優(yōu)化的結(jié)果。 

【文章來源】：中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2020,37(12)CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

HIMC質(zhì)子治療系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算涉及的幾何模型如圖3所示。質(zhì)子撞擊目標(biāo)靶后在該點(diǎn)產(chǎn)生的當(dāng)量劑量率為H0，經(jīng)一定方向自屏蔽體內(nèi)側(cè)穿過，在屏蔽體外側(cè)的關(guān)注點(diǎn)（屏蔽體厚度為“d”，單位：cm）處減小為Hx。碰撞點(diǎn)與關(guān)注點(diǎn)之間的距離為“r”，單位：m。根據(jù)（GBZ/T201.5-2015)[20]中“6機(jī)房墻體屏蔽估算方法”，當(dāng)關(guān)注點(diǎn)與束流損失點(diǎn)的距離遠(yuǎn)大于束流損失點(diǎn)的幾何尺寸（大于7倍）時(shí)，可將靶視為點(diǎn)源。根據(jù)質(zhì)子治療系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)和平面布局，本項(xiàng)目各束流損失點(diǎn)均視為點(diǎn)源處理。屏蔽體外關(guān)注點(diǎn)劑量率采用下式計(jì)算[20]:圖3 質(zhì)子加速器理論計(jì)算幾何模型

圖2 MC模擬計(jì)算和理論計(jì)算流程圖其中，λ(θ)為在θ方向的級(jí)聯(lián)中子在屏蔽層中的衰減長(zhǎng)度，單位：g/cm2;Hcasc為單個(gè)質(zhì)子產(chǎn)生的級(jí)聯(lián)中子在距束流損失點(diǎn)1 m遠(yuǎn)處的當(dāng)量劑量，單位：(SV?m2)/p；側(cè)向和前向的Hcasc和λ(θ)的值如表1所示，數(shù)據(jù)引用《廣東本項(xiàng)目質(zhì)子醫(yī)療裝置示范工程項(xiàng)目核技術(shù)利用環(huán)境影響報(bào)告書》中130～230 Me V質(zhì)子相應(yīng)參數(shù)，采用內(nèi)插法換算而得。當(dāng)束流損失為I（固定治療室中的加速器機(jī)頭束流損失為3 n A）時(shí)，每秒在組件中損失的質(zhì)子數(shù)為S0=6.24×109I，單位：P/s。


本文編號(hào)：3497523