基于微剂量学蒙特卡罗模拟的重离子生物有效剂量精确计算方法

作者：戴天缘; 李强^*; 陈卫强; 刘新国; 戴中颖; 贺鹏博; 马圆圆; 申国盛; 张晖

来源：中国医学物理学杂志, 2019, 36(10): 1119-1124.

DOI：10.3969/j.issn.1005-202X.2019.10.001

• 微剂量学
• 生物有效剂量
• 微剂量动力学模型
• 重离子治疗
• 蒙特卡罗模拟

目的:在蒙特卡罗(MC)模拟当中引入理想组织等效正比计数器(Ideal TEPC),并结合微剂量动力学模型(MKM)精确计算重离子生物有效剂量。方法:采用Ideal TEPC与MC模拟方法对能量为330 MeV/u具有6 cm展宽Bragg峰(SOBP)的碳离子束生物有效剂量进行计算。结果:优化得到MKM模型的参数为:α0=0.12 Gy-1,rd=0.39μm,Rn=3.7μm。对于能量为330 MeV/u具有6 cm SOBP碳离子束生物有效剂量的计算显示:基于MKM模型计算的生物有效剂量与碳离子放射治疗计划系统(ciPlan)中的生物有效剂量具有较好的一致性,二者偏差随深度的增加而增大,在坪区、SOBP前端、SOBP中点、SOBP后端、尾区的偏差分别为0.3%、1.7%、2.7%、4.9%、10.3%。结论:Ideal TEPC结合MC模拟能够准确计算重离子的生物有效剂量,有效避免TEPC壁引起的辐射场畸变,结构材料所产生的δ电子对线能谱的影响,以及实验中位置的偏差,具有良好的移植性。

• 单位
  中国科学院大学; 中国科学院近代物理研究所