本文關鍵詞：醫(yī)用重離子束輸運過程的Geant4模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 本工作利用Geant4 toolkit編寫粒子束在物質中輸運過程的蒙特卡洛模擬程序,計算了光子、質子以及~(12)C離子、~(16)O離子在類人體組織中的傳能線密度。通過模擬程序的可視化可以清楚的觀察到每個粒子在人體組織內的運動徑跡和相關的物理過程,根據這些粒子束輸運的物理特性來研究它們在醫(yī)學中的應用,主要的工作如下: 首先介紹了放射治療的發(fā)展以及我國重離子治療的現狀,然后從理論上研究了放射治療的物理和生物學基礎。 編程思想以及數據處理的過程是本工作的重要的環(huán)節(jié)之一,在這部分內容中討論了設計程序的整體結構,以及人體結構模型的建立和粒子源的實現。 利用程序的可視化觀察離子輸運過程的徑跡及其特點來研究質子和~(17)C離子的在醫(yī)學中的應用。同種粒子不同能量以及不同能量的不同粒子在輸運過程中都有它們各自的特點,根據這些不同的物理特性研究了它們在醫(yī)學上的應用差別。研究了~(12)C離子在輸運過程中的部分碎片對總劑量的貢獻以及次級中子在整個過程中的能量損失機制和它在放射治療中的影響。
【關鍵詞】：
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：R815
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 第一章 引言8-18
• 1.1 放射治療的發(fā)展歷史9-11
• 1.2 我國重離子治癌發(fā)展現狀11-13
• 1.3 離子束輸運過程研究的意義13-16
• 參考文獻16-18
• 第二章 重離子束治療的物理和生物學基礎18-32
• 2.1 帶電粒子與物質的相互作用18-19
• 2.2 帶電粒子在物質中的能量損失19-22
• 2.2.1 電子阻止本領19-20
• 2.2.2 核阻止本領20-22
• 2.3 重離子核反應22-23
• 2.4 線性能量傳遞(Linear Energy Transfer，，LET)23-24
• 2.5 細胞的存活曲線24-28
• 2.5.1 靶學說24-25
• 2.5.2 細胞存活曲線25-28
• 2.6 相對生物學效應28-29
• 2.7 LET與相對生物效應29
• 2.8 細胞的修復能力對RBE值的影響29-31
• 參考文獻31-32
• 第三章 編程思想及數據處理32-44
• 3.1 編程工具介紹32-35
• 3.1.1 Geant4 toolkit簡介32-34
• 3.1.2 數據處理工具PAW簡介34-35
• 3.2 程序的整體結構35-36
• 3.3 模擬實驗平臺的建立36-37
• 3.3.1 Geant4中人體組織模型的實現36-37
• 3.3.2 模擬粒子源的實現37
• 3.4 物理模型37-41
• 3.4.1 電磁相互作用模型39-41
• 3.5 文件的輸入41-43
• 參考文獻43-44
• 第四章 重離子束輸運過程及醫(yī)學應用的研究44-72
• 4.1 重離子束用于腫瘤放射治療的基礎理論44-50
• 4.1.1 腫瘤中乏氧細胞的再充氧45-48
• 4.1.2 細胞受照射亞致死損傷后的修復48-49
• 4.1.3 細胞群增殖的再分布49
• 4.1.4 細胞群中存活細胞的再增殖49-50
• 4.2 質子與~(12)C離子在輸運過程性質的研究50-54
• 4.2.1 MCHIT(Monte Carlo model for Heavy-ion Therapy)模型50-51
• 4.2.2 質子與~(12)C離子的輸運過程51-54
• 4.3 質子和重離子束在類組織中的深度-劑量的研究54-58
• 4.3.1 不同離子束在類組織中的深度-劑量分布54-55
• 4.3.2 不同能量的離子束在類組織中的深度-劑量分布55-58
• 4.4 ~(12)輸運過程中碎片的研究58-62
• 4.5 次級中子碎片在輸運過程中的劑量分布62-66
• 4.5.1 低能中子63-65
• 4.5.2 高能中子65-66
• 4.6 C離子束放射治療的研究66-70
• 4.6.1 C離子束治療的適應癥66-67
• 4.6.2 C離子束治療對正常組織的放射損傷67-68
• 4.6.3 C離子束治療的其他方面68
• 4.6.4 C離子束治療的優(yōu)點和局限性68-70
• 參考文獻70-72
• 第五章 總結72-74
• 5.1 本文的主要工作72-73
• 5.2 程序中的問題73
• 5.3 展望73-74
• 發(fā)表文章74-76
• 致謝76

【引證文獻】

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1 奉光華;重離子束治療腫瘤的蒙特卡羅模擬研究[D];南華大學;2012年

  本文關鍵詞：醫(yī)用重離子束輸運過程的Geant4模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：376795