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CT图像的体元大小对EGSnrc蒙特卡罗剂量计算的影响

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核技术 2007年第2期30卷 143-146页

作者：吴爱东吴宜灿中国科学院等离子物理研究所合肥230031

目前的放射治疗计划系统采用经验或半经验常规剂量算法,计算得到的剂量分布不够精确,而蒙特卡罗剂量算法是一种精确的剂量计算方法,但其计算时间冗长问题最终影响临床的应用。本文基于一例病人头部电子计算机体层成像(Computer Tomograp... 详细信息

目前的放射治疗计划系统采用经验或半经验常规剂量算法,计算得到的剂量分布不够精确,而蒙特卡罗剂量算法是一种精确的剂量计算方法,但其计算时间冗长问题最终影响临床的应用。本文基于一例病人头部电子计算机体层成像(Computer Tomography,CT)数据,应用EGSnrc(Electron Gamma Shower NRC,EGSnrc)蒙特卡罗程序,研究不同体元大小对剂量分布计算精度和计算时间等的影响。

关键词：剂量计算体元 CT图像蒙特卡罗方法

Monte Carlo方法在放射治疗计划剂量计算中的应用

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清华大学学报（自然科学版） 2007年第z1期47卷 917-919页

作者：周凌宏金浩宇陈超敏南方医科大学生物医学工程学院广州510515

为了在放射治疗计划系统中的临床应用,探讨Monte Carlo剂量计算方法。应用已经建立Monte Carlo虚拟源模型,针对一例食道肿瘤病例,完成该食道癌患者放射治疗计划各个射野的剂量计算,并进行了计划设计。研究发现,高剂量区与计划靶区(PTV)... 详细信息

为了在放射治疗计划系统中的临床应用,探讨Monte Carlo剂量计算方法。应用已经建立Monte Carlo虚拟源模型,针对一例食道肿瘤病例,完成该食道癌患者放射治疗计划各个射野的剂量计算,并进行了计划设计。研究发现,高剂量区与计划靶区(PTV)保持了很好的适形,关键器官的照射量很小,得到了很好的保护。结果表明,用Monte Carlo虚拟源剂量计算模型生成的剂量分布符合临床放射治疗的实施原则,治疗计划靶区得到了高剂量照射,危险器官受照剂量远低于耐受剂量。由于该模型的精确性,完全可以替代现有的解析型剂量计算模型。

关键词：放射治疗剂量计算 Monte Carlo方法剂量体积直方图剂量分布

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基于三维CT数据的放射治疗剂量计算

系统仿真学报 2006年第11期18卷 3280-3282页

作者：刘艳梅薛定宇徐心和陈震毛艳娥东北大学教育部暨辽宁省流程工业综合自动化重点实验室辽宁沈阳110004 沈阳航空工业学院辽宁沈阳110034

研究和实现了一种基于医学序列CT图像的放射治疗蒙特卡罗剂量计算方法。通过改写蒙特卡罗剂量计算软件DPM(doseplanningmethod),使其具有处理三维CT图像数据的能力,其中CT值的组织物理参数标定采用一种新的神经网络的简化方法,并得到了... 详细信息

研究和实现了一种基于医学序列CT图像的放射治疗蒙特卡罗剂量计算方法。通过改写蒙特卡罗剂量计算软件DPM(doseplanningmethod),使其具有处理三维CT图像数据的能力,其中CT值的组织物理参数标定采用一种新的神经网络的简化方法,并得到了可视化的剂量计算结果。探索了在实际临床肿瘤放疗计划中用DPM进行精确快速剂量计算的路径。实验结果证明了算法的正确性、有效性,对于提高放射治疗水平和精确放疗的后续研究具有一定的指导意义。

关键词：放射治疗剂量计算蒙特卡罗方法神经网络可视化

基于R2S方法的反应堆结构材料活化剂量计算研究

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核动力工程 2021年第5期42卷 103-109页

作者：苑旭东马辉强陈珍平郭树伟谢金森杨超于涛南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 湖南省数字化反应堆工程技术研究中心湖南衡阳421001

反应堆结构材料在堆芯中子辐照下由于中子活化反应而产生大量的放射性核素,其衰变光子是反应堆停堆检修、换料、退役过程中工作人员职业照射剂量的重要来源。本文基于严格两步法(R2S),研究了反应堆结构材料栅元活化计算方法,并基于蒙卡... 详细信息

反应堆结构材料在堆芯中子辐照下由于中子活化反应而产生大量的放射性核素,其衰变光子是反应堆停堆检修、换料、退役过程中工作人员职业照射剂量的重要来源。本文基于严格两步法(R2S),研究了反应堆结构材料栅元活化计算方法,并基于蒙卡粒子输运程序(MCNP)与点活化计算程序(ORIGEN)建立了反应堆结构材料活化剂量计算软件(MOCA)。通过开发功能接口与数据接口程序实现输运程序与活化计算程序的自动耦合,进而实现“中子输运-活化分析-剂量计算”全自动耦合分析。利用M5包壳活化计算模型、不锈钢活化计算模型和NUREG/CR-6115压水堆模型对MOCA进行基准验证,证明了MOCA的正确性与可靠性。

关键词：结构材料严格两步法活化计算剂量计算

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基于蒙特卡罗模拟的快速剂量计算方法研究

仪器仪表学报 2007年第4期28卷 699-702页

作者：周凌宏金浩宇陈超敏南方医科大学生物医学工程学院广州510515

本文应用蒙特卡罗算法建立了一个光子虚拟源模型,用于模拟计算任意形状和强度的外照射放射治疗的射束分布。建立的源模型包含一个由方形网格元素组成的光子通量矩阵,定位于距离加速器靶下方20cm处。通过使用蒙特卡罗模拟代码包BEAMnrc,... 详细信息

本文应用蒙特卡罗算法建立了一个光子虚拟源模型,用于模拟计算任意形状和强度的外照射放射治疗的射束分布。建立的源模型包含一个由方形网格元素组成的光子通量矩阵,定位于距离加速器靶下方20cm处。通过使用蒙特卡罗模拟代码包BEAMnrc,模拟粒子加速器治疗头各部件中的传输过程,获得源模型所在平面的光子通量和能谱分布,并进行重构,以反映物理射束经过加速器射束成形部件后所引起的形状改变。通过比较6MV光子束3个标准方野的深度剂量和离轴比分布的计算结果和测量结果,取得了较好的吻合。通过对不规则野剂量分布的计算和测量结果的等剂量线进行比较,在90%和50%等剂量区吻合较好,在10%低剂量区稍有差异。本文提出的光子虚拟源模型能够较为精确地模拟计算任意形状和强度的外照射放射治疗射束分布。

关键词：放射治疗剂量计算蒙特卡罗

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卷积叠加光子剂量计算的实现和验证

东北大学学报（自然科学版） 2009年第1期30卷 71-74页

作者：张铁李建东康雁东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110004 东软医疗系统有限公司辽宁沈阳110179 东北大学中荷生物医学与信息工程学院辽宁沈阳110004

针对collapsed cone卷积叠加模型光子剂量计算算法的实现,使用蒙特卡罗程序计算的多能谱计算了主注量或TERMA;采用Hoban提出的方法对射束硬化进行修正;采用Ahnesjo的平方反比定律对核倾斜进行修正.使用AAPM数据测试包和实际临床数据,对... 详细信息

针对collapsed cone卷积叠加模型光子剂量计算算法的实现,使用蒙特卡罗程序计算的多能谱计算了主注量或TERMA;采用Hoban提出的方法对射束硬化进行修正;采用Ahnesjo的平方反比定律对核倾斜进行修正.使用AAPM数据测试包和实际临床数据,对算法进行了精确性验证.结果表明测量数据和计算结果有很好的符合性,剂量计算的精度达到了3%或者3 mm的误差要求,充分说明了基于卷积叠加模型的临床可行性.

关键词：放射治疗光子束剂量计算卷积叠加验证

GPU加速技术在治疗计划系统剂量计算中的应用

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东北大学学报（自然科学版） 2012年第5期33卷 649-652页

作者：王玉王宏黄海龙东北大学中荷生物医学与信息工程学院辽宁沈阳110819 东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

基于CUDA编程技术,研究了如何将NVIDIA的GPGPU模型应用于剂量计算,并首次将该技术应用于基于点核卷积/迭加模型的三维放射治疗计划系统商业化产品.本工作对原有剂量计算模型做了改进,使其可以在device端进行并行处理.在程序架构设计中使... 详细信息

基于CUDA编程技术,研究了如何将NVIDIA的GPGPU模型应用于剂量计算,并首次将该技术应用于基于点核卷积/迭加模型的三维放射治疗计划系统商业化产品.本工作对原有剂量计算模型做了改进,使其可以在device端进行并行处理.在程序架构设计中使用MFC导出类及动态库技术,避免了大量代码移植工作.对结果数据进行了比较与分析,确定了基于特定显卡效率最高的thread数目.结果表明:基于实际患者计划数据执行结果的评估,采用GPU技术加速,大大提高了系统剂量计算速度,使射野剂量计算速度在1 s以内,大大增强了产品市场竞争力.

关键词：放射治疗剂量计算卷积/迭加 CUDA编程 GPGPU模型

基于蒙特卡罗方法的6MV Truebeam剂量计算

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强激光与粒子束 2012年第12期24卷 2975-2978页

作者：宋婷周凌宏南方医科大学生物医学工程学院广州510515

使用蒙特卡罗方法快速准确地模拟6MV Varian Truebeam医用电子直线加速器射野剂量特性,探究厂家提供相位空间源的可用性及模拟方法的准确性。以Varian公司提供的出束窗口位置处相位空间文件作为Beamnrc/EGSnrc输入源,模拟射野形成结构... 详细信息

使用蒙特卡罗方法快速准确地模拟6MV Varian Truebeam医用电子直线加速器射野剂量特性,探究厂家提供相位空间源的可用性及模拟方法的准确性。以Varian公司提供的出束窗口位置处相位空间文件作为Beamnrc/EGSnrc输入源,模拟射野形成结构并计算10cm×10cm射野下的均匀水体模中的剂量分布,将计算结果与相同条件下的实验测量数据进行比较。同一计算机模拟时,传统完整机头模拟方法需4～5h,文中所述方法模拟时间可缩减至48min,剂量计算结果与相同条件下所得实际测量数据可较好地吻合,两者的百分深度剂量差异低于3%,且建成区吻合良好;不同深度处80%等剂量线所包含的射野区域内百分离轴剂量比差异均低于3%,且半影区效果好。使用厂家提供相位空间文件作为EGSnrc入射源,能快速模拟治疗头,得到剂量计算结果与实际测量值的差异满足剂量计算精度要求。

关键词： Truebeam EGSnrc 剂量计算蒙特卡罗

调强放射治疗中散射截止半径选取对剂量计算结果的影响

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四川大学学报（工程科学版） 2007年第2期39卷 156-159页

作者：陈炳周郑旭海侯氢四川大学物理科学与技术学院四川成都610065 四川大学辐射物理及技术教育部重点实验室原子核科学技术研究所四川成都610064

在调强放射治疗中,为了保证剂量计算的精确度和避免不必要的时间耗费,采用微分卷积积分方法进行剂量计算时,选择一个合适的散射截止半径是非常重要的。在不考虑散射的情况下,利用模拟动力学最优化方法优化得到射野强度,并用微分卷积积... 详细信息

在调强放射治疗中,为了保证剂量计算的精确度和避免不必要的时间耗费,采用微分卷积积分方法进行剂量计算时,选择一个合适的散射截止半径是非常重要的。在不考虑散射的情况下,利用模拟动力学最优化方法优化得到射野强度,并用微分卷积积分法分别对一个模拟例子和一个临床例子在不同散射截止半径下的剂量分布进行了计算,然后通过对剂量体积直方图的比较发现,散射截止半径的选取不同,对剂量计算结果有着较大的影响,并且在光子的能量为6 MV时,散射截止半径选取为3 cm是比较合理的。

关键词：调强放射治疗微分卷积积分法散射截止半径剂量计算