劑量計算是放射治療計劃系統(tǒng)(TPS,Treatment Planning System)的核心模塊,其計算精度直接影響放射物理師制定治療計劃的質量。快速高精度劑量計算方法的研究始終是放療計劃系統(tǒng)研究的主要內容之一。三維適形調強放療(IMRT,Intensity Modulated Radiation Therapy)逆向治療計劃中,精確、快速、可計算小截面照射束的劑量分布,是對劑量計算模型的基本要求。 蒙特卡羅(MC,Monte Carlo)劑量計算程序在放射治療醫(yī)學領域,被公認為是模擬粒子輸運的最強有力的工具,但由于其收斂速度慢、計算模擬時間長的致命弱點,目前僅能作為一些先進治療計劃系統(tǒng)的計劃驗證工具。隨著三維適形調強放療需求的不斷增長和計算機運行速度的飛速發(fā)展,TPS系統(tǒng)對于劑量計算工具的速度和精度的要求也越來越高,因此改進和發(fā)展快速精確的劑量計算方法對精確放療計劃系統(tǒng)具有十分重要的意義。 本論文開展了基于Monte Carlo模擬的矩陣模型fsPB(finite size PencilBeam)算法研究,利用Monte Carlo模擬有限筆束的劑量分布,并對不同入射角度的有限筆束...

【文章頁數】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
致謝
第一章 緒論
    1.1 放射治療計劃系統(tǒng)
        1.1.1 概述
        1.1.2 放療計劃系統(tǒng)概述
        1.1.3 放療計劃系統(tǒng)的分類
        1.1.4 國內外放療計劃系統(tǒng)(Treatment Planning System，TPS)研發(fā)現狀
    1.2 IMRT概述
        1.2.1 放射治療的新技術
        1.2.2 調強適形放射治療(IMRT)發(fā)展歷史
    1.3 IMRT逆向計劃系統(tǒng)的關鍵問題
        1.3.1 目標函數的設定
        1.3.2 快速精確的劑量計算方法
        1.3.3 快速高效的優(yōu)化算法
    1.4 論文的研究內容及意義
第二章 IMRT中的劑量計算方法
    2.1 IMRT的劑量學要求
        2.1.1 概述
        2.1.2 IMRT的劑量學要求
    2.2 IMRT逆向計劃中劑量計算方法研究現狀
        2.2.1 蒙特卡羅劑量計算方法
        2.2.2 規(guī)則束的劑量計算模型
        2.2.3 筆形束劑量計算模型
    2.3 有限筆束模型
        2.3.1 點核模型
        2.3.2 筆形束模型
        2.3.3 有限筆束模型
    2.4 IMRT逆向計劃系統(tǒng)中的有限筆束算法
        2.4.1 概述
        2.4.2 有限筆束算法
        2.4.3 解析有限筆束算法
    本章小結
第三章 基于Monte Carlo模擬的矩陣模型fsPB算法
    3.1 矩陣模型fsPB算法概述
        3.1.1 矩陣模型fsPB算法模型
        3.1.2 矩陣模型fsPB算法流程
    3.2 矩陣模型fsPB算法設計及實現方法
        3.2.1 基本數據的準備
        3.2.2 子野的劃分
        3.2.3 數據的存儲及查找
        3.2.4 奇偶野數據的智能調用
    3.3 算法中的插值處理
        3.3.1 三次樣條插值算法
        3.3.2 三次樣條插值在算法中的應用
        3.3.3 反距離加權插值算法
    本章小結
第四章 算例校驗
    4.1 算例描述
    4.2 典型算例校驗
        4.2.1 典型規(guī)則野算例校驗
        4.2.2 非規(guī)則野算例校驗
    4.3 計算結果誤差、速度分析
    本章小結
第五章 組織非均勻性修正
    5.1 概述
    5.2 組織不均勻修正實現方法
        5.2.1 Batho修正法的發(fā)展過程
        5.2.2 Batho修正法程序實現
    5.3 算例描述
    5.4 水肺水模型校驗
        5.4.1 水肺水模型中心軸百分深度劑量曲線校驗
        5.4.2 離軸分布曲線校驗
        5.4.3 計算結果分析
    本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
碩士期間發(fā)表的論文



本文編號：3751847