125I粒子源剂量计算参数模拟研究

国产125I粒子源的银棒末端结构为直角型,与典型的6711型粒子源结构略有不同,结构不同会对剂量计算参数产生一定影响。本文针对国产粒子源结构,利用蒙特卡罗方法计算美国医学物理学家协会（AAPM）在TG43-U1报告中推荐的剂量计算参数,并分析研究银棒末端结构对剂量计算参数的影响。模拟得到国产¹²⁵I粒子源剂量率常数为0.955 cGy·h^-1·U^-1（空气比释动能强度基于点探测器计算得到）,与TG43-U1推荐值较接近,两者仅相差1.03%,更加精细地计算了在源中垂线0.05~10 cm（1 cm间隔）范围内的径向剂量函数,拟合得到较好的经验公式,得到在0°~90°（5°间隔）、距源中心0.25~7 cm（2 cm间隔）范围内的二维各向异性函数,通过对比分析得到银棒末端为直角型结构时的二维各向异性函数在r=0.25 cm处会引起驼峰区。     

用蒙特卡罗方法确定81-02型198Au短程治疗源剂量计算参数

针对81-02型¹⁹⁸Au短程治疗源的临床应用，用蒙特卡罗方法计算了在一半径为30cm的理论球体模型中，AAPMTG43U1所推荐剂量计算参数的数值，包括剂量率常数、径向剂量函数和各向异性函数。所得单个81-02型¹⁹⁸Au短程治疗源的剂量率常数为1.113 cGy·h^-1·U^-1，与Dauffy等的理论计算值和TLD实测值分别相差0.18%和1.62％。在源中垂轴0.1～10.0cm距离范围内计算径向剂量函数的数值，在角度0°～90°（10°间隔）、距离0.5～9.0cm（1cm间隔）范围内计算各向异性函数的数值，最后对径向剂量函数和各向异性函数进行拟合，得到实用性较强的经验公式。     

^125I短程治疗源剂量计算参数的蒙特卡罗确定

依据AAPM TG43U1推荐的剂量计算公式,针对6711型(3M)~(125)Ⅰ短程治疗源,用蒙特卡罗方法计算剂量率常数、径向剂量函数和各向异性函数的数值,并与已发表的相关数据进行了比较。其中,剂量率常数为0．986 cGy·h~1·U~1,与TG43U1给出值相差2．31％；径向剂量函数数值与TG43和TG43U1的均符合较好；随着角度和距离的增加,各向异性函数数值与TG43和TG43U1之间的符合程度趋佳。对径向剂量函数和各向异性函数进行拟合,得到实用性较强的经验公式。     

125Ⅰ短程治疗源剂量计算参数的蒙特卡罗确定

依据AAPM TG43U1推荐的剂量计算公式,针对6711型(3M)125Ⅰ短程治疗源,用蒙特卡罗方法计算剂量率常数、径向剂量函数和各向异性函数的数值,并与已发表的相关数据进行了比较.其中,剂量率常数为0.986 cGy·h-1·U-1,与TG43U1给出值相差2.31%;径向剂量函数数值与TG43和TG43U1的均符合较好;随着角度和距离的增加,各向异性函数数值与TG43和TG43U1之间的符合程度趋佳.对径向剂量函数和各向异性函数进行拟合,得到实用性较强的经验公式.     

Monte-Carlo方法确定CS-1型131Cs近距离放射治疗源剂量计算参数

针对当前CS-1型¹³¹Cs近距离治疗源剂量计算参数的不一致，根据源的组成和结构，用Monte-Carlo方法（MCNP）计算剂量率常数、径向剂量函数和各向异性函数。其中，剂量率常数计算结果为1.055cGy•h^-1•U^-1，验证了Chen等的γ光谱法实测值（1.066cGy•h^-1•U^-1）和TLD实测值（1.058cGy•h^-1•U^-1）。按AAPMTG43U1的推荐，采用最新的光子截面库（EPDL97）在0.1～10.0cm范围内补充和更新了已报道的径向剂量函数数值，在1.0～7.0cm、0°～90°范围内补充和更新了各向异性函数的相关数值。并对径向剂量函数和各向异性函数进行拟合，得到了实用性较强的经验公式。     

125I-103Pd复合近距离治疗源剂量参数的蒙特卡罗确定

根据AAPM TG43U1推荐的种子源剂量参数计算公式,得到125I-103Pd复合种子源剂量参数计算公式,并且推广到n种放射性核素复合种子源剂量参数计算公式。使用蒙特卡罗方法计算125I-103Pd复合种子源的剂量率常数、径向剂量函数和各向异性函数的数值,对径向剂量函数和各向异性函数进行拟合,得到经验公式。使用单一源125I的参数计算结果和相关数据进行了比较。得到单一源125I的剂量率常数为0.959(cGy.h–1.U–1),与AAPM TG43U1中一种相类似的种子源6711(AH)的推荐值相差0.6093%。     

点核积分计算6711型~(125)I籽粒源剂量参数

使用点核积分方法计算6711型~(125)I籽粒源参数,根据美国医学物理学家协会(American Association of Physicists in Medicine,AAPM)TG-43U1号报告推荐的剂量参数计算公式,可以获得6711型~(125)I籽粒源各参数。与AAPM TG-43U1推荐值比较,剂量常数相差6.76%,径向剂量函数值(不包括0.1 cm、0.15 cm、0.25 cm)最大相差2.27%,最小相差0.02%;与MCNP5(A General N-Particle Transport Code,Version 5)方法计算结果比较,剂量常数相差6.19%,径向剂量函数值(不包括0.1 cm、0.15 cm、0.25 cm)最大相差6.65%,最小相差0.06%。结果与推荐值符合较好,证明点核积分能够应用于籽粒源剂量参数计算。     

近距离放射治疗剂量计算固体水模型的设计与实现

讨论了新型近距离放射治疗粒子源125I和103Pd的使用,并以美国医学物理学家协会推荐的近距离放射治疗剂量计算草案为依据,利用蒙特卡罗程序MCNP4C模拟国际近距离放射治疗公司(IBt)生产的新型粒子125I源在固体水模型中的剂量计算几何模型;MCNP4C模拟得到的几何水模型可对AAPM工作组43号报道推荐的剂量测定参量如剂量率常数、径向剂量函数和各向异性函数进行精确计算;近距放射治疗源的剂量学特征就可以通过计算这些剂量测定参量得到.     

6711型125I种子源剂量参数的蒙特卡罗研究

使用蒙特卡罗方法计算6711型125I种子源参数,采用新的种子源几何模型和新的光子截面数据(mcplib04),根据AAPM TG-43U1推荐的剂量参数计算公式,可以获得6711型125I种子源各参数。与AAPMTG-43U1推荐值比较,剂量常数相差0.62%,径向剂量函数值最大相差5.12%,最小相差0.15%。     

模型3500碘-125植入治疗粒子源源的剂量学特征

本文主要是对植入科学公司生产的模型3500碘-125植入治疗粒子源的一系列剂量学特征的研究.粒子源的各个剂量学参量通过使用蒙特卡罗方法计算得到.计算模型材料采用了两种等效水:固体水和液态水.粒子源的剂量学参量如剂量率常数、径向剂量函数和各项异性函数等的确定依照美国医学物理学家协会(American Association of Physicists in Medicine AAPM)第43次工作报告.蒙特卡罗模拟得到液态水的剂量率为0.997 cGyh-1U-1,固态水的为1.027 cGyh<,-1>U<'-1>.与前同类研究比较,本次研究的剂量率常数与同类研究所报道的数据较为一致.     

103Pd放射性籽源剂量率计算参数研究

临床使用放射性籽源对肿瘤进行植入治疗之前,需要对籽源的剂量参数进行严格确定.依据AAPM TG-43报告[1～2]给出的剂量计算参数值,利用matlab工具中的cftool及SFTol工具箱分别对径向剂量函数和各向异性函数进行数据分析和非线性拟合.在拟合的过程中,按照拟合精度最优化,即确定系数(R2)最接近1、偏差平方...     

基于医用质子直线注入器的超高剂量率细胞辐照实验平台的设计

为了系统研究FLASH效应的放射生物学机制，需要一个可以进行超高剂量率细胞辐照实验的平台，该实验平台应具有稳定、大小合适且大范围可调的剂量和平均剂量率。基于国产7 MeV医用质子直线注入器，使用蒙特卡罗程序FLUKA设计并优化了一个单散射照射头。该照射头的材料为40μm厚度的钽箔，它既充当真空窗又充当散射体，源皮距为26 cm。经过模拟验证，该平台可提供直径为2 cm的照射野，剂量均匀度为4.9%。通过调整单质子脉冲的流强(0.1～1 mA)和脉宽(20～200μs)，该实验平台的平均剂量和平均剂量率可以在6～667Gy和3.3×10⁵～3.3×10⁶Gy·s^-1之间调节。基于此，设计了使用单脉冲穿透模式辐照单层细胞的实验，剂量率为3.3×10⁵Gy·s^-1，剂量在7～40Gy范围内变化。该实验平台可以探究细胞FLASH效应的总剂量依赖关系，为揭示FLASH效应的机制提供支持。     

模型3500碘-125植入治疗粒子源的剂量学特征

本文主要是对植入科学公司生产的模型3500碘-125植入治疗粒子源的一系列剂量学特征的研究。粒子源的各个剂量学参量通过使用蒙特卡罗方法计算得到。计算模型材料采用了两种等效水：固体水和液态水。粒子源的剂量学参量如剂量率常数、径向剂量函数和各项异性函数等的确定依照美国医学物理学家协会（American Association of Physicists in Medicine AAPM）第43次工作报告。蒙特卡罗模拟得到液态水的剂量率为0．997cGyh^-1U^-1,固态水的为1．027cGyh^-1U^-1。与前同类研究比较,本次研究的剂量率常数与同类研究所报道的数据较为一致。     

G(E)函数法能谱-剂量转换计算

采用Nal(Tl)闪烁体探测器在已知剂量率的辐射场内测定探测器的吸收剂量率,利用获得的实验数据建立NaI(Tl)闪烁体探测器的能谱—剂量转换G(E)函数.在已知剂量率的X光机和137Cs、60Co放射源辐射场中获取建立转换函数的标准能谱,并采用最小二乘法拟合得到不同阶数情况下的G(E)函数.通过G(E)函数计算得到的剂...     

131Cs,125I和103Pd近距离治疗源的径向剂量函数研究

临床使用新粒子源近距离治疗之前,需要对粒子源的剂量学参数进行严格确定.本文依照美国医学物理家协会TG43U1推荐的剂量计算公式来研究131Cs,125I和103Pd等近距离治疗粒子源的径向剂量函数.计算中,采用MCNP和EGSnrc两种蒙特卡罗方法;并采用液态水和固体水(Solid Water,WT1)两种材料,粒子源径向研究范围为0.5cm～8cm.在同种粒子源计算结果与前研究的比较中,本研究中在液态和固体水中计算的结果与报道中采用蒙特卡罗计算和TLD测量的结果相当一致.     

量子粒子群融合算法在放射源探测标定中的应用

为有效进行辐射剂量探测,设计了有源在线监控模块。针对监控模块辐射测量值标定这一难题,提出了基于量子粒子群的融合算法实现对测量值与剂量值之间的高精度逼近。使用聚类和数据融合算法实现了拟合数据的自主最佳分段,避免了分段选择的主观性。仿真结果表明,融合算法能有效减少计数率较小时拟合函数的误差,提高各数据段测量值与剂量率之间的拟合精度,与整体拟合函数相比,进一步提高了拟合的精度。     

量子粒子群融合算法在放射源探测标定中的应用

为有效进行辐射剂量探测,设计了有源在线监控模块。针对监控模块辐射测量值标定这一难题,提出了基于量子粒子群的融合算法实现对测量值与剂量值之间的高精度逼近。使用聚类和数据融合算法实现了拟合数据的自主最佳分段,避免了分段选择的主观性。仿真结果表明,融合算法能有效减少计数率较小时拟合函数的误差,提高各数据段测量值与剂量率之间的拟合精度,与整体拟合函数相比,进一步提高了拟合的精度。     

MCNP模拟钴-60辐照装置空间剂量场

为模拟辐照室中辐照工位外的周围空间剂量场分布,采用蒙特卡罗粒子输运程序MCNP建立钴-60辐照装置模型。以单板源架中心点为坐标原点的笛卡尔坐标系,考虑钴-60源的γ射线非自吸收和自吸收两种情况,研究坐标轴方向上每隔10 cm间距的空气平面的剂量率和坐标轴上剂量率的变化规律。结果表明,辐照室中辐照产品占满辐照工位的情况下,周围空间剂量场空气面剂量率整体较小;单板源架中心坐标轴上的剂量率变化规律更符合二项式拟合函数。在钴-60源γ射线自吸收情况下,单板源架端面坐标轴附近的空气面剂量率明显偏小,且随着空气面远离单板源架,空气面上的高剂量率区域向两侧移动;在钴-60源γ射线非自吸收情况下,单板源架端面处的空气面高剂量区域始终位于坐标轴附近。MCNP理论模拟计算分析对于利用钴-60辐照装置辐照工位外的周围空间剂量场具有重要的实际指导意义。     

碘-125粒子源径向与轴向剂量分布的实验分析

研究碘-125粒子源轴向与径向的剂量学特性,为粒子源植入治疗管腔癌症提供实验数据。用LiF(Mg,Cu,P)热释光(Thermoluminescent,TL)方片、颗粒和玻璃管三种探测元件,模拟测量碘-125粒子源的剂量分布。I-125粒子源不同角度的径向剂量各向异性;其轴向剂量分布的分散性接近15%,说明钛管内的渗碘银棒可能偏离了中心轴向。进行碘-125粒子源植入治疗时,研究粒子源的剂量学参数及其排列方式对治疗效果可能产生的影响是非常必要的。     

~(60)Coγ射线照射离体人外周血诱发淋巴细胞染色体畸变与剂量的关系

在离体标准条件下,人外周血淋巴细胞受~(60)Coγ射线照射,细胞培养51～53小时,显微镜下检查记录照射后第一次有丝分裂中期的染色体畸变。实验表明,在24.4～292.8拉德范围内,剂量率为48.8拉德/分的~(60)COγ射线诱发双着丝点体和着丝点环的剂量-效应关系,可拟以二次多项式:Y=(1.28±0.22)×10~(-4)D+(4.08±0.60)×10~(-6)D~2;而在0-24.2拉德范围内,剂量率为17.5拉德/小时,双着丝点体的剂量-效应是直线关系,Y=(1.36±0.29)×10~(-4)D。