一项采用蒙特卡罗模拟效果与实验性测量值的可预测质子照射法中次级中子辐射分析模型的配置和验证效果分析.docx

Configuration and validation of an analytical model predicting secondary neutron radiation in?proton therapy using Monte Carlo simulations and experimental measurements 一项采用蒙特卡罗模拟效果与实验性测量值的可预测质子照射法中次级中子辐射分析模型的配置和验证效果分析 本文章为德国慕尼黑质子治疗中心RPTC专项质子照射法临床效果评估, 目的是为了分析一项采用蒙特卡罗模拟效果与实验性测量值的可预测质子照射法中次级中子辐射分析模型的配置和验证效果 Abstract摘要 Purpose:目的 本研究的重点在于对一分析性模型的配置与验证, 该模型可以预测质子照射法中泄露出的中子剂量. Methods:方法 本研究采用了蒙特卡罗(MC)算法, 建立了一项具体设施分析模型来重新产生照射野外的中子剂量效果, 同时另行计算了原子核内的倾泻, 蒸发, 超热与热中子提供的效应等数据. 这项模型首先被训练来重新产生水中中子吸收剂量, 以及空???中中子周围剂量当量, H*(10), 采用MCNPX进行计算. 未在训练中涉及的预测照射野外任何位置剂量方面的性能也被进行了检验. 该模型之后被扩展来使一完整的3D H*(10)图像可以在治疗室内展示, 这是在一中临床相关配置环境下进行的测试, 最后通过实验测量得到了加强. Results:结果 根据这样的文献手法, 该项研究首先证实了建立一种具体设施的分析性模型是可能的, 可有效地重新产生水中中子剂量与空气中的H*(10)值, 且最大差异小于25%. 另外, 在横向和垂直方向内, 分析性模型成功地预测了照射野外的中子剂量. 在临床设置环境下测试分析性模型验证了需要分离内部与外部中子贡献的需要. 对散射中杂乱中子调制宽度的影响被发现是可以做简单调整的, 而束波校准仍然是一个具有挑战性的问题. 最后, 模型的性能与实验测量值保持了一致, 有关测量值和模拟不确定性等的结果都还令人满意. Conclusions:结论 分析性模型代表了一项令人振奋的解决方案, 在评估对正常性器官的照射剂量时, 它可以替代目前耗时的MC算法.