开发和验证用于手术内放射治疗的移动加速器的蒙特卡洛模型
Rafael Ayala1,2, Álvaro Soza1, María Jesús García1
1Servicio de Dosimetría y Radioprotección, Hospital General Universitario Gregorio Marañón, Madrid, Spain.
Medical physics
|August 14, 2025
概括
这项研究开发了使用假设的Linac头进行手术内电子辐射疗法 (IOERT) 的蒙特卡罗模型,为治疗规划和调试提供准确的剂量数据. 该模型还生成了相位空间文件,用于进一步研究.
科学领域:
- 医学物理 医学物理
- 辐射瘤学 辐射瘤学
- 计算机建模 计算建模
背景情况:
- 术内电子辐射疗法 (IOERT) 需要使用移动加速器和应用器精确的剂量输送,并屏蔽关键器官.
- 加速器头和应用器的蒙特卡洛 (MC) 模拟提供了详细的剂量分布和光束特性,用于临床评估.
- 精确的处理规划和linac调试通常依赖于基于水的测量和MC模拟.
研究的目的:
- 开发和优化Liac HWL移动加速器的MC模型,尽管制造商对内部部件的披露有限.
- 调整 linac 头部几何和光束能量频谱以匹配实验数据.
- 在IOERT中生成相位空间文件 (PSF) 用于研究和临床应用.
主要方法:
- 使用PENELOPE MC代码和penEasy框架来模拟Liac HWL移动加速器.
- 定义了一个假设的Linac头部几何形状,并针对实验数据优化了参数.
- 计算了各种应用器配置和能量的输出因子,百分比剂量深度和离轴比率;使用马分析进行验证.
主要成果:
- 该MC模型与2.5%内的测量输出因子达成一致.
- 在大多数情况下,百分比的剂量深度和离轴比率符合马分析标准 (>93%).
- 最小的应用器 (直径3厘米,角45°,6 MeV) 显示了OAR马传递率最低的OAR马传递率 (85.7%在zmax,86.1%在R90).
结论:
- 开发的MC模型为IOERT调试和处理计划提供了准确的剂量测量数据和实际指导,即使具有假设的几何结构.
- 确定了潜在的剂量测量问题,例如大直径应用器的OAR同质性,使其能够与现实数据进行微调.
- 生成的PSF作为模拟IORT剂量分布和分析IOERT束特征的可靠资源.
