基于MCNP源子程序的放射治疗剂量计算验证方法

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。     

理想化光子束剂量分布分析的一般规律

本文作如下假设建立理想光子束概念：１射束轴上百分深度量分布不随照对方式而改变。２在线束内任一点百分深度量只与该点在模体内深度有关。３理想线束的等百分深度量曲线是一组平行的直线。经过分析得到理想光子束有以下性质：（１）理想光子束中任一轴上的百分深度量函数可用公式Ｐ（Ｙ）＝Ｐｘ（Ｙ／ｃｏｓβ）导出。（２）二束理想线束相加，在一定范围仍为理想线束。（３）若二理想线束满足均衡对射条件，则构成一剂量均匀分布区。（４）理想线束斜入射照时时，其剂量分布在一定范围内仍为理想线束。在本文最后介绍了本理论在放疗计划设计中使用的具体方法。     

DICOM-RT解析及在精确放射治疗计划系统中的应用

目的:实现CT和DICOM-RT四个放疗对象-RT-Structure、RT-Plan、RT-Image、RT-Dose在治疗计划系统(TPS)中的存储和传输。方法:通过对DICOM-RT四个放疗对象的解析,并对其在治疗计划系统(TPS)中的应用,设计了DICOM-IMPORT和DICOM-EXPORT两个接口。在FDS团队自主研发的精确放射治疗软件系统(ARTS)中调用这两个接口,验证接口导入导出RT-Structure(勾画信息)、RT-Plan(计划信息)、RT-Image(DRR,数字重建放射影像)、RT-Dose(剂量信息)是否正确。结果:通过测试临床病例,ARTS可以成功导入导出两大商用治疗计划系统-飞利浦Pinnacle3和拓能VENUS中获取的DICOM-RT文件。结论:通过对DICOM-RT四个放疗对象的解析,设计的两个接口实现了在精确放射治疗系统计划系统中的应用,及不同TPS数据之间的兼容。     

乏氧显像及其在放射治疗中的应用研究

目的：探讨乏氧显像的原理及其在放射治疗中的应用。方法：从乏氧显像的基本原理开始,相继介绍常用的乏氧显像剂以及乏氧显像在指导调强放疗、预测放疗疗效等方面的应用。结果：硝基咪唑类和非硝基咪唑类乏氧显像剂广泛应用于临床,乏氧显像能够指导调强放疗,通过放疗前的乏氧程度或放疗前后乏氧程度的变化趋势,能够预测放射治疗的效果。结论：PET和SPECT生物显像能够弥补解剖影像的不足,定量及定性地反映肿瘤的乏氧区,在放射治疗方案的制定及放疗预后的评价中具有非常重要的潜在应用价值。     

4D-CT在立体定向放射治疗中对内靶区体积和剂量的影响

目的:探究肺癌在三维立体定向放射治疗（SBRT）中利用4D-CT测量的肿瘤运动对内靶区（ITV）的体积和剂量影响。方法:在6例肺癌患者中共探究了两种ITV的定义方法。第一种是将10个呼吸时相的4D-CT序列的所有肿瘤区（GTV）进行合并所得到的区域（ITVall）;第二种是在自由呼吸CT中的GTV加上从4D-CT测量到的肿瘤在前后（AP）、左右（LR）和颅尾（CC）方向上的运动距离所得的区域（ITVmotion）。最后分析了两种ITV在靶区体积和剂量上的区别。结果:在体积上,ITVmotion对ITVall的平均比值为2.36;对于这两种不同的ITV,它们的PTV覆盖非常接近。肺平均剂量（Dmean）随着ITV的减小而减小,ITVall的Dmean比ITVmotion少77.4 cGy。结论:由于SBRT治疗的肿瘤尺寸相对较小,因此两种ITV的剂量学差异不显著。考虑到产生ITVall所需的工作量和时间,ITVmotion会是一个不错的选择。     

遗传算法在放射治疗计划射野参数优化中的应用

随着调强放疗和逆向治疗计划的发展,在放射治疗中如何自动选择射野参数受到广泛的关注,由于遗传算法具有搜索速度快,搜索空间广的特点,在放射治疗计划参数优化中得到了越来越多的应用,本文在积极跟踪国内外最新文献的基础上对常规优化算法的优缺点进行了比较,并重点介绍和讨论了遗传算法在优化射野参数方面的应用和发展.     

Graves眼病放射治疗121例临床观察

目的分析Graves眼病放射治疗后的疗效及影响预后的因素。方法1990年-2005年121例Graves眼病患者，其中男性75例，女性46例，年龄17—68岁，中位年龄42．2岁。双眼发病者为92例，单眼发病者为29例。病程中位时间14．1个月。既往病史：糖尿病患者11例，高血压患者21例、有吸烟史的患者69例。患者接受球后放射治疗，常规分次照射，总剂量2000cGy，随访期为6个月-15年。结果照射后分别有32．2％、46．3％的患者病情明显改善和部分改善，15．7％的患者病情稳定，5．8％的患者病情进展。有软组织及角膜受累的病例放疗后症状改善最为明显（P〈0．05）。结论放射治疗可有效地控制Graves眼病病情进展，并取得较好疗效，使临床症状得到改善。     

刚体碰撞检测方法及其在放疗计划中的应用

在适形和逆向调强放射治疗中，机械碰撞问题是一个治疗计划的物理可实现性的基本问题。本工作建立了一种应用刚体运动知识来解决放射治疗计划实施中是否会发生机械碰撞的方法。文中详细介绍了刚体运动的计算方法，碰撞检测的原理，以及通过定义‘父’与‘子’的关系来处理连动的方法等。最后介绍了由VARIAN 800CC治疗机进行的验证，取得了满意的效果。     

三维放射治疗的进展

本文简介了目前三维放射治疗的发展情况,着重介绍了三维适形放射治疗、动态多叶光阑、调强放射治疗、三维放疗计划系统常用工具、计算机优化方法和逆向治疗计划问题、以及ＣＴ模拟定位机的最新进展,指出三维放射治疗的发展趋势,面临的问题和研究方向。     

放射治疗中剂量比较的主要方法及应用分析

本文主要对目前放射治疗中，尤其是剂量计算过程中剂量比较的方法做了比较详尽的阐述，并对各种比较方法的应用做了一定的分析。     

旋转照射与X刀照射剂量分布的理论分析

本文利用理想线束的概念分析旋转治疗及Ｘ刀剂量分布的规律。分析了受照射的时间对剂量分布的影响。这时任何线束的剂量分布关系相对于照射野的宽度基本相同。多平面旋转治疗的剂量分布随平面数增加剂量更集中于靶区，但是，在轴区的剂量分布不变。重叠区大小随平面数增加而迅速变大，不重叠区剂量随平面数增加而减少。     

分维的概念和应用

本文介绍了拓扑维数、拓扑指数、Ｈａｕｓｒｄｏｒｆｆ维、信息维、关联维的概念和它们在医学科研中的应用。提出了如何制作一个测量这些维数的分维测量器的办法，以便医务工作者对形态作定量研究时应用。     

辐射治疗能区内电子束剂量分布计算

本文给出了一个用计算辐射治疗能区内电子束剂量分布的解析算法，对电子束径向注量剖面的计算采用国际上流行的Ｆｅｒｍｉ－Ｅｙｇｅｓ理论，而电子束深度剂量分布的计算使用高能电子输运的双群模型，从而避免了传统的水等效深度方法所引入的系统误差。计算出的深度剂量分布和等剂量曲线与相应的实验测量数据作了比较，结果表明本文给出的方法可用于电子束辐射治疗计划系统的剂量计算。     

直线加速器放射外科剂量分布的数学模型探讨

将直线加速器放射外科照射中测得的吸收剂量建立数学模型，探讨剂量分布的规律性。作者认为，靶区中心剂量最高，沿辐射方向大致按正态分布曲线以指数级递减，先缓慢递减，以维持靶区高剂量，再较快递减，形成治疗区边缘，再在低剂量水平缓慢递减。最大剂量梯度处位于５０％～８０％水平之间．该处至靶区中心的距离是临床选择准直仪孔径的重要标准．准直仪孔径越大，照射的弧度越小，则剂量分布越差，对瘤周正常脑组织的危胁也就越大。剂量分布的数学模型是指导放射外科剂量设计的良好方法。     

体温场的梯度及其实用表示

提出平面体温场的概念,给出体温场梯度的实用表示,使梯度的实际测量成为可能。从而为［１］中的“温差”建立了现代科学理论基础。关键词     

伽玛刀治疗计划系统辐射剂量计算的快速搜索算法

在伽玛刀治疗计划系统中,必须准确快速地计算辐射吸收剂量,制定出治疗计划,本文提出一种快速搜索算法进行剂量计算,并给出计算实例,结果表明本算法能够提高剂量计算速度,且能保护较好的剂量计算精度,本文算法不仅适合于旋转式伽玛马系统,也适合于静态式伽玛刀系统。     

鼻咽癌放疗中的垂体屏蔽技术

目的：研究在鼻咽癌放射治疗中对两侧耳前野进行垂体屏蔽前后垂体的剂量分布变化，以了解该技术对保护垂体功能的意义。材料与方法：采用治疗计划系统分析计算鼻咽癌放疗中采用两侧耳前野垂体屏蔽技术后垂体的受量分布，与不采用者进行比较，并用胶片法测量结果加以验证。结果：①治疗计划系统计算结果显示采用两侧耳前野垂体屏蔽技术后垂体在鞍底及垂体中平面剂量约为不采用者的一半，且屏蔽后垂体的容积剂量较不屏蔽者减少。②胶片法测定结果显示采用屏蔽技术后垂体在鞍底部位受量约为５０％。结论：初步研究认为本文采用的垂体屏蔽技术降低了垂体受量，相同剂量水平下的垂体受照射体积亦有明显减少，它可以起到保护垂体功能的作用。     

白细胞的发光测量及应用

以ＢａＳＯ４晶体作为白细胞的刺激物，测量人全血中白细胞的发光，可以抑制红细胞对光的吸收，提高全血的发光强度。与对分离的白细胞的发光测量相比，该方法既可避免对白细胞的分离提纯，使测量分析简便、快速、微量，又能保持原有的生理条件不变，并能提供全血中有关自由基过程的动力学信息。采用这一方法可以判断被刺激的白细胞产生活性氧的能力，对某些疾病发病机理及治疗原理的研究，对某些疾病的诊断和治疗，都具有一定的临床价值     

脊柱的力学模型及应用

本文在脊柱的解剖学和生物力学的基础上，通过对脊柱各子结构的合理的抽象和简化，建立了脊柱直立稳定性的力学模型，详细讨论了脊柱的直立稳定性及各子结构的作用，并给出了其数学表达，通过实际的计算，表明了模型的合理性．接着，从该模型出发，结合大量的临床病例，分析了造成椎间盘突出后难以复位的原因，及传统疗法的问题所在。最后，指出要有效地使椎间盘复位，必须使痉挛的肌肉恢复正常．