基于MonteCarlo方法的放射治疗剂量分布计算方法的研究

本文应用MonteCarlo方法模拟粒子在生物组织中的输运过程，对肿瘤介入治疗常用源^125I的剂量场分布进行了研究，计算了^125I点源和点源阵列辐射的辐射场分布，对于放射治疗的临床应用具有重要的意义。     

Monte Carlo方法及其在放疗中的应用

Monte Carlo方法是一种基于概率统计理论为基础的一种数值计算方法。随着计算机技术的发展．Monte Carlo方法在治疗机射线束的模拟、治疗计划设计、近距离治疗、射线探测器的辐射效应以及影像重建等放疗领域中有着广泛的应用。     

Monte Carlo方法在碘盐监测抽样方法中的应用

目的　探索既能反映省级水平的碘缺乏病状况 ,又能发现地区级水平的非碘盐问题地区的新监测方案。方法　对甘肃省与福建省碘缺乏病综合干预试点研究的基线调查结果 ,运用MonteCarlo方法进行模拟抽样试验 ,分县级与地级两个层次进行。结果　在县级模拟中 ,一个县随机抽取 7至 8个村或 4至 5个乡 ,可较为准确地判定出全省的非碘盐问题县 ,真阳性率在 80 %左右 ,而对于非问题县的误判率较低 ,假阳性率在 2 0 %左右。在地级模拟中 ,每个地区选取 3个县 ,可对全省的非碘盐问题地区较为准确地判定 ,真阳性率达到 10 0 %。结论　建议全国碘缺乏病流行病学调查中碘盐的抽样方案覆盖各省所有地区 ,每个地区随机抽取 3个县 ,每个县随机抽取 4个乡 ,每乡随机抽取 2个村 ,每村随机采取 10户盐样 ,所获得资料经人口加权计算省级水平的碘盐覆盖率     

肿瘤放射治疗中的剂量计算

肿瘤的放射治疗是用电离辐射治疗肿瘤的一种重要手段。剂量计算是放射治疗计划系统的核心内容。本文阐述了肿瘤放疗的发展史,对剂量计算中的各种计算方法及剂量优化问题进行了详细地描述,并介绍了其未来研究和发展方向。     

在放射治疗计划中应用蒙特卡罗剂量计算方法研究

目的验证蒙特卡罗剂量计算方法在放射治疗计划中应用的可行性。方法针对一个临床食道肿瘤病例进行了放射治疗计划设计,用蒙特卡罗虚拟源模型完成了各个射野的剂量计算。结果高剂量区与计划靶区保持了很好的适形,关键器官的照射量很小,得到了很好的保护。结论用蒙特卡罗虚拟源剂量计算模型生成的剂量分布符合临床放射治疗的实施原则,由于该模型的精确性,完全可以替代现有的解析型剂量计算模型。     

在放射治疗计划中应用蒙特卡罗剂量计算方法研究

目的验证蒙特卡罗剂量计算方法在放射治疗计划中应用的可行性。方法针对一个临床食道肿瘤病例进行了放射治疗计划设计,用蒙特卡罗虚拟源模型完成了各个射野的剂量计算。结果高剂量区与计划靶区保持了很好的适形,关键器官的照射量很小,得到了很好的保护。结论用蒙特卡罗虚拟源剂量计算模型生成的剂量分布符合临床放射治疗的实施原则,由于该模型的精确性,完全可以替代现有的解析型剂量计算模型。     

Monte Carlo模拟在伽玛刀治疗中的应用

运用多目标规划模型计算伽玛刀剂最值，然后应用Monte Carlo（MCM）方法，进行等剂最分布曲线的模拟计算，模拟了单源和多源情况下不同准直器孔径的剂量分布曲线。     

Monte Carlo抽样计算配对符号秩检验的确切概率

配对符号秩检验法(Wilcoxon matched-pairs signed-ranks test)是一种处理配对资料的非参数检验方法.由于其确切概率的经典算法[1,2]计算量非常大,所以传统的配对符号秩检验常常使用查表法或者正态近似法.但是,常用的医用统计书中的配对符号秩检验的界值表并不完全一致[1,2].而在样本量不够大时,正态近似效果不好.所以需要一种实际可行的确切概率的计算方法.     

放射治疗千伏级图像引导系统的辐射剂量研究

目的:探讨放射治疗千伏级图像引导系统各扫描协议产生的辐射剂量,分析图像引导过程中产生的额外辐射剂量可能存在的潜在风险。方法:基于EGSnrc程序准确建模千伏级图像引导系统(瓦里安公司OBI)的基础上,对图像引导系统各扫描协议的辐射剂量进行模拟,模体采用国际放射防护委员会(International Commission on Radiological Protection,ICRP)发布的成年男女标准模体(ICRP 100)。2种模体的组织当量剂量根据ICRP 103号报告推荐的方法计算,最终得到千伏级图像引导系统各扫描协议下辐射剂量的有效剂量。结果:标准剂量头、低剂量胸、盆腔3种扫描协议下,单次图像引导男模体的组织当量剂量分别为0.85、3.26、4.51 mSv,女模体的组织当量剂量分别为1.14、3.80、6.57 mSv;3种扫描协议的有效剂量分别为0.48、4.25、6.44 mSv;单个组织的平均辐射剂量最大值出现在膀胱中(盆腔模式),其值达到了37.56 mGy。结论:多次图像引导产生的累积辐射剂量有潜在致癌风险,临床应用中需引起重视。     

用Monte Carlo模拟法和理论计算法研究125I粒子源的剂量分布

目的 研究125I粒子源的剂量场分布.方法 采用Monte Carlo模拟法和美国医学物理学家协会43报告工作组(AAPM TG-43)推荐的理论计算公式(理论计算法)对125I粒子源的径向剂量进行研究,并对Monte Carlo模拟法和理论计算结果进行比较.结果 当125I粒子源活度为37MBq,粒子源的径向距离分别为0.5、1.0、1.5和2cm时,用Monte Carlo法模拟计算得的径向剂量率分布为3.19、0.89、0.41、0.22cGy/h,理论计算法分别为3.87、0.95、0.39、0.22cGy/h.结论 Monte Carlo模拟法和理论计算法有较好的一致性,125I粒子源的径向剂量率随距离增加快速下降.     

质子治疗工作场所屏蔽计算方法的探讨

目的 探讨质子治疗工作场所屏蔽计算方法,为质子治疗工作场所的设计和现有国家标准的完善提供科学依据。方法 采用国家标准和国内外文献提供的计算公式及关键特征参数,结合基于蒙特卡罗方法的FLUKA对质子治疗工作场所屏蔽体外关注点的中子周围剂量当量率进行经验公式计算和蒙特卡罗模拟,分析2种方法的估算结果。结果 相对于发散狭缝束流损失点0°和50°2个方向上单指数公式计算结果（0.13、12.4）,双指数公式计算结果（0.40、17.9）与蒙特卡罗模拟结果（0.32±0.19、18.2±4.98）的符合性更好;铜靶和镍靶蒙特卡罗模拟结果基本一致,可以认为铜靶的混凝土屏蔽关键特征参数可较好地应用于镍靶计算过程,但当用于钽靶时会低估中子周围剂量当量率,0°和40°2个方向上相差分别为5.7倍和1.3倍。结论 依据国内外文献中计算公式及关键特征参数得到的剂量率估算值与FLUKA模拟结果具有较好的符合性,可作为现有国家标准的补充和完善应用于质子治疗工作场所屏蔽设计。     

基于蒙特卡罗计算方法的辐射剂量分布研究进展

本文首先介绍蒙特卡罗方法的基本原理,及其在核物理实验,特别是辐射剂量计算等方面的应用;其次,介绍辐射计量学的基本知识和发展情况;最后,结合放射物理方面的知识,利用基于蒙特卡罗方法的EGSWIN软件,建立数学模型,并模拟计算电子束、光子束、正电子束在设定几何条件下的照射过程。     

How air influences radiation dose deposition in multiwell culture plates: a Monte Carlo simulation of radiation geometry

Radiation of experimental culture cells on plates with various wells can cause a risk of underdosage as a result of the existence of multiple air–water interfaces. The objective of our study was to quantify this error in culture plates with multiple wells. Radiation conditions were simulated with the GAMOS code, based on the GEANT4 code, and this was compared with a simulation performed with PENELOPE and measured data. We observed a slight underdosage of ∼4% on the most superficial half of the culture medium. We believe that this underdosage does not have a significant effect on the dose received by culture cells deposited in a monolayer and adhered to the base of the wells.     

X线蒙特卡洛算法与有限元笔形束算法在旋转容积调强放疗计划中的剂量学比较

目的：比较Monaco治疗计划系统X线蒙特卡洛算法（X—ray voxel Monte Carlo,XVMC）和有限元笔形束算法（finite size pencil beam,FSPB）在食管癌和直肠癌旋转容积调强放疗计划中的剂量学差异。方法：选取7例食管癌和7例直肠癌旋转容积调强放疗计划,分别使用XVMC算法和FSPB算法进行剂量计算,比较靶区和危及器官的剂量分布差异。结果：XVMC算法的剂量计算值均高于FSPB算法,在食管癌的靶区和脊髓、直肠癌的靶区和危及器官,各项指标差值都小于3％,肺的各项指标差值最大达到10％。结论：在临床旋转容积调强治疗中,尤其是计算区域含有低密度组织较多的病例,优先推荐更为精确的XVMC算法进行剂量计算。     

放射治疗外照射的蒙特卡罗计算

目的 验证MCNP程序计算γ射线的空气比释动能率及周围剂量当量率的准确性。方法 将空气比释动能率的理论计算值与模拟值进行对比,以及将周围剂量当量率的实际测量值与模拟值进行对比。结果 比释动能率的理论值与模拟值吻合良好,而周围剂量当量率的测量值与模拟值最大误差不超过7.9%,两者呈现与距离平方成反比趋势,随距离增大两者之间的误差变小。结论 MCNP程序可准确模拟空气比释动能率和周围剂量当量率,可应用于制定放疗计划和机房防护等工作中。