基于GAMOS的蒙特卡罗方法模拟放疗电子线照射的剂量学研究
2020-08-04李毅杨泽吴文婧
李毅,杨泽,吴文婧
1.西安交通大学第一附属医院肿瘤放疗科,陕西西安710061;2.榆林市第二医院肿瘤放疗科,陕西榆林719000;3.西安市疾病预防控制中心放射卫生科,陕西西安710054
前言
蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)模拟作为目前最精确的剂量算法,在放疗剂量计算方面有着广阔的应用前景[1‐3]。但因为MC 模拟的精度和模拟粒子数的平方成正比[4‐6],所以当模拟需要达到一定精度时,MC 程序需要模拟大量的粒子在物质中的输运和能量沉积,计算耗费大量时间。因此,提高MC 程序的运行效率成为研究的热点问题。
MC 模拟射线穿过物质时发生的相关物理过程,追踪初级电子、次级光子、次级电子所有粒子的状态。目前常用的MC模拟程序包括EGS4[7‐8]、MCNP[9]和GEANT4[10]。GEANT4 软件可模拟放疗中电子线轰击靶后,与加速器机头和被照射物体发生的相互作用,包括康普顿效应、光电效应、瑞利散射、轫致辐射、电离等相关物理过程。
GAMOS(GEANT4‐based Architecture for Medicine‐Oriented Simulations)是近年来开发的基于GEANT4的MC模拟软件,简化了GEANT4的仿真流程。使用该软件的用户不需要有C语言基础,同时不需要对GENAT4的仿真结构有充分的了解,而且可将新功能加入到该软件。
GAMOS 软件已应用于核医学领域,但很少涉及其它领域。本研究首次在国内将该软件应用于肿瘤放射治疗领域,模拟医用加速器电子线照射水模体,研究该软件模拟放疗的准确性。
1 材料与方法
1.1 水箱数据扫描
为了获取百分深度剂量(Percent Dose of Depth,PDD)和等平面剂量(Profile)分布,利用水箱(二代蓝水箱,IBA,比利时)及附属探头测量电子线在水中的剂量分布。测量……
