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基于MCNP 源子程序的放射治疗剂量计算验证方法
A Dose Verification Method Based on MCNP SOURCE Subroutine for Radiotherapy

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王文 1   程梦云 2   杨琪 2   裴曦 2   胡丽琴 1 *   FDS团队 3  
文摘 目的:蒙特卡罗方法可以精确地对放射治疗过程所涉及到的物理过程进行模拟而在放射治疗领域有很大应用前景,本文发展了基于蒙特卡罗程序MCNP 的剂量计算验证方法。用户只需要设置加速器源的位置参数和放疗计划参数就可以方便的调用MCNP 源子程序完成放疗计划的剂量计算。方法:首先确定源的位置,根据加速器机头的位置和等中心点的位置来确定源粒子的位置信息。其次根据代表射野形状和强度的强度矩阵来抽样源粒子的方向信息,然后根据加速器能谱的抽样概率随机抽选能量段,然后在能量段内均匀抽样,得到该次抽样的源粒子能量信息,得到源粒子的所有信息后即可进行粒子在人体的蒙卡输运模拟。结果: 本文通过对一例真实的宫颈癌病例的放疗计划进行模拟计算剂量分布,通过剂量偏差分析得到与MCFSPB 在目标区域的平均误差为1.12%,γ 分析值为94.55%,剂量计算结果符合的很好,比临床上的标准要求要高,完全满足临床要求。结论: 本方法的计算精度能满足临床放射治疗验证的要求,能作为放疗计划的验证工具。
其他语种文摘 Objective Monte Carlo method has been widely applied in clinical dose calculation of radiation therapy. So a dose calculation method was developed in this paper which could accurately describe the radiation field with arbitrary shape and the intensity to verify the accuracy of radiation therapy planning based on the MCNP source subroutine. Methods Firstly, we determined the location of the source particles according to the accelerator position and the head position of the isocenter position. Then, a plane was supposed paralleled to the isocenter plane between the accelerator head and phantom, using a two-dimensional intensity matrix to represent the field. The plane was divided into grids corresponding to the matrix, randomly sampling the point in the plane to obtain the source particle's position. We drew the straight line from the accelerator point source to the particle position to obtain source particle direction. The spectra was sampled to obtain the source particle energy. Thus the particle's energy, direction and position in the plane could be identified. Then the dose distribution in the patient geometry could be simulated based on above sources. Results Tested by a clinical treatment plan of cervical cancer simulation dose distribution and compared with MCFSPB, the average error in the target area is 1.12%, γ analysis is 94.55%. Conclusion This method can fully meet the clinical requirements and be used as the treatment planning tool for validation.
来源 中国医学物理学杂志 ,2015,32(1):13-16,20 【扩展库】
关键词 MCNP ; 源子程序 ; 放射治疗 ; 放疗计划验证
地址

1. 中国科学技术大学, 中国科学院中子输运理论与辐射安全重点实验室, 安徽, 合肥, 230027  

2. 中国科学院核能安全技术研究所, 中国科学院中子输运理论与辐射安全重点实验室, 安徽, 合肥, 230031  

3. FDS团队

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 1005-202X
学科 预防医学、卫生学
基金 国家自然科学基金 ;  ITER 项目
文献收藏号 CSCD:5341882

参考文献 共 17 共1页

1.  胡逸民. 肿瘤放射物理学,1999:36-37 CSCD被引 3 次    
2.  殷蔚伯. 肿瘤放射治疗学,2003:22-27 CSCD被引 1 次    
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4.  X-5 Monte Carlo Team. MCNP5-A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Volume II: Users Guide,2003:3.76-3.105 CSCD被引 1 次    
5.  康盛伟. 医用加速器电子束能谱分布的Monte Carlo模拟研究. 中国医学物理学杂志,2006,23(3):166-169 CSCD被引 2 次    
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10.  Song J. Benchmarking of CAD-based SuperMC with ITER Benchmark model. Fusion Engineering and Design CSCD被引 1 次    
11.  曾勤. 蒙特卡罗粒子输运计算自动建模程序MCAM在ITER核分析建模中的应用. 原子核物理评论,2006,23(2):138-141 CSCD被引 19 次    
12.  吴宜灿. 蒙特卡罗粒子输运计算自动建模程序系统的研究与发展. 核科学与工程,2006,26(1):20-27 CSCD被引 37 次    
13.  吴宜灿. 精确放射治疗系统ARTS的研究与发展. 中国医学物理学杂志,2005,22(6):683-690 CSCD被引 25 次    
14.  Wu Y C. Development of accurate/advanced radiotherapy treatment planning and quality assurance system(ARTS). Cinese Physics C,2008,32(Suppl.II):177-182 CSCD被引 19 次    
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16.  Zheng H Q. Photon dose calculation method based on Monte Carlo finite-size pencil beam model in accurate radiotherapy. Commun Comput Phys,2013,14(5):1415-1432 CSCD被引 11 次    
17.  金浩宇. 一种高能X射线任意形状野剂量计算模型的建立方法. 中华放射医学与防护杂志,2006,269(3):277-280 CSCD被引 1 次    
引证文献 2 篇

1 闫学文 放疗3D剂量验证系统中光场相机点扩散函数获取 应用光学,2021,42(1):43-48
CSCD被引 2 次

2 闫学文 SOI硅微剂量计物理结构设计中的电荷收集及能量沉积特性模拟研究 辐射防护,2023,43(5):443-450
CSCD被引 0 次

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