目的:評估采用蒙特卡洛（MC）模擬方法和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)數(shù)字人體模型（USTC體模）在質(zhì)子治療設(shè)施中的輻射屏蔽優(yōu)化設(shè)計。方法:使用MC模擬方法和USTC體模計算數(shù)字體模處于不同位置時在不同部位的當量劑量率（EDR）,對安徽省合肥市離子醫(yī)學(xué)中心（HIMC）的新型質(zhì)子治療設(shè)施的屏蔽設(shè)計進行評估,并將其與采用經(jīng)驗公式計算得出的EDR進行比較。結(jié)果:使用鐵靶時,經(jīng)驗公式計算得出的EDR值比MC模擬方法得到的結(jié)果偏高27.6倍;使用水靶時,經(jīng)驗公式計算結(jié)果較MC模擬結(jié)果高36.6倍,說明使用經(jīng)驗公式進行屏蔽計算將使得劑量被高估,從而導(dǎo)致成本增加,不符合輻射防護最優(yōu)化原則。結(jié)論:利用USTC體模對質(zhì)子治療設(shè)施進行基于MC模擬的屏蔽計算可以得到更加準確和優(yōu)化的結(jié)果。 

【文章來源】：中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2020,37(12)CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

HIMC質(zhì)子治療系統(tǒng)簡圖

經(jīng)驗公式計算涉及的幾何模型如圖3所示。質(zhì)子撞擊目標靶后在該點產(chǎn)生的當量劑量率為H0，經(jīng)一定方向自屏蔽體內(nèi)側(cè)穿過，在屏蔽體外側(cè)的關(guān)注點（屏蔽體厚度為“d”，單位：cm）處減小為Hx。碰撞點與關(guān)注點之間的距離為“r”，單位：m。根據(jù)（GBZ/T201.5-2015)[20]中“6機房墻體屏蔽估算方法”，當關(guān)注點與束流損失點的距離遠大于束流損失點的幾何尺寸（大于7倍）時，可將靶視為點源。根據(jù)質(zhì)子治療系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)和平面布局，本項目各束流損失點均視為點源處理。屏蔽體外關(guān)注點劑量率采用下式計算[20]:圖3 質(zhì)子加速器理論計算幾何模型

圖2 MC模擬計算和理論計算流程圖其中，λ(θ)為在θ方向的級聯(lián)中子在屏蔽層中的衰減長度，單位：g/cm2;Hcasc為單個質(zhì)子產(chǎn)生的級聯(lián)中子在距束流損失點1 m遠處的當量劑量，單位：(SV?m2)/p；側(cè)向和前向的Hcasc和λ(θ)的值如表1所示，數(shù)據(jù)引用《廣東本項目質(zhì)子醫(yī)療裝置示范工程項目核技術(shù)利用環(huán)境影響報告書》中130～230 Me V質(zhì)子相應(yīng)參數(shù)，采用內(nèi)插法換算而得。當束流損失為I（固定治療室中的加速器機頭束流損失為3 n A）時，每秒在組件中損失的質(zhì)子數(shù)為S0=6.24×109I，單位：P/s。


本文編號：3497523