摘要：目的在基于纳剂量学模型(LNDM)的治疗计划中,应用日本国立放射线综合医学研究所(NIRS)积累的临床经验,验证γ分析方法在LNDM和微剂量动力学模型(MKM)间处方剂量转换研究中的可行性。方法通过开源的多种射线放疗计划设计平台matRad,采用γ分析的方法对基于MKM和基于LNDM的碳离子治疗计划进行比较,得到不同模型的转换因子。通过水模体研究靶体形状及大小、靶体位置深度、处方剂量和照射方式对模型转换因子的影响,并采用C型靶模型和肝癌患者病例对转换因子进行初步验证。结果模型转换因子与靶体形状无关,与照射方式有关。在单野照射条件下,其与靶体大小、靶体位置深度及处方剂量成正相关。并且C型靶模型和肝癌患者病例成功验证了转换因子,其基于MKM和LNDM的治疗计划所生成的物理剂量分布的γ通过率(2%/2 mm)分别为92.79%和91.19%。结论本文所计算的转换因子(f=D_(LNDM)/D_(MKM))可用于指导基于LNDM的碳离子治疗计划设计时处方剂量的设置。γ分析可用于不同模型处方剂量间的转换研究。

摘要：提出了一种用于快速获取碳离子束在闪烁体材料中Bragg峰位置的荧光探测器方案。该方案基于闪烁体在碳离子束流照射下发出荧光的特性,使用CMOS相机在薄层闪烁体侧方获得荧光强度分布图像,通过对图像的分析快速得到碳离子束Bragg峰位在闪烁体材料中的位置。依据该方案研发了荧光探测器,在均匀照射野和笔形束两种照射条件下,利用该探测器对不同能量的碳离子束进行了实验测量。实验结果表明,可清晰地从探测器获得的荧光图像上观察到碳离子Bragg峰。同时,采用蒙特卡罗模拟方法对上述相同的实验条件设置进行了模拟计算。结果发现,荧光探测器测量的碳离子束在闪烁体材料中的Bragg峰位与蒙特卡罗模拟计算的结果由于模拟的条件和测量时探测器的实际设置不完全一致而出现一定的差异,但不同照射条件下的差异是基本一致的。因此,通过实验测量及蒙特卡罗模拟验证了本文方案的荧光探测器可用于快速获取碳离子束在闪烁体材料中的Bragg峰位,为建立一种基于荧光探测器进行碳离子放疗束流性能快速质量保证的测量方法打下了坚实的基础。