评估电子蒙特卡洛算法的精度,用于延长源至表面距离的电子束疗法
Naohito Ono1, Makoto Omiya1, Manami Sugiyama1
1Department of Radiological Technology, Juntendo University Shizuoka Hospital, Izunokuni, Shizuoka, Japan.
Journal of applied clinical medical physics
|August 29, 2025
概括
电子蒙特卡洛 (eMC) 算法在扩展的源至表面距离 (SSD) 上显示了高精度的电子束治疗剂量计算. 然而,在SSD120厘米及以上的离轴比率下降,特别是在低能量的光束中.
科学领域:
- 医学物理
- 辐射瘤学
- 计算剂量计
背景情况:
- 扩大源至表面距离 (SSD) 对于大型规划目标体积 (PTV) 的电子束疗法具有至关重要的意义.
- 在扩展的SSD中,准确的剂量计算是必不可少的,但需要彻底验证.
研究的目的:
- 在Varian的Eclipse治疗计划系统中评估电子蒙特卡洛算法的剂量计算精度.
- 在扩展的源至表面距离 (SSD) 条件下评估 eMC 算法的性能.
主要方法:
- 模拟使用了Eclipse v13.6的6,12和18 MeV电子束和100至140厘米的SSD.
- 在虚拟水幻体中计算了百分比深度剂量 (PDD),离轴比率 (OAR) 和输出因子 (OPF).
- 根据测量数据和独立的粒子和重离子传输系统 (PHITS) 蒙特卡洛 (MC) 模拟 (PHITS-MC) 进行了计算验证.
主要成果:
- 在所有测试的SSD中,包括140厘米的SSD中,eMC显示了PDD (2毫米以内) 和OPF (3%以内) 的高精度.
- 在SSD≥120厘米时观察到OAR偏差 (> 3毫米) 的增加.
- 与PHITS-MC相比,在6 MeV光束的场外边缘OAR计算的表现较低.
结论:
- 该研究描述了 eMC 算法的性能和局限性.
- 鉴定到的局限性需要在算法评估和质量保证协议中考虑.
- 这些发现为算法评估和对大场电子束治疗临床应用的未来研究提供了指导.
