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重离子相对生物效应的双尺度模拟方法比较研究
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作者 胡子仪 邱睿 +4 位作者 陈宜正 胡安康 武祯 张辉 李君利 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期896-902,共7页
重离子放射治疗是一种重要的癌症治疗手段,准确评估重离子的辐射生物效应对于提高粒子放疗的精细化水平具有重要意义。本研究基于双尺度剂量学方法和蒙特卡罗模拟,从宏观和微观两个尺度对^(12)C离子的相对生物效应(RBE)进行对比分析。... 重离子放射治疗是一种重要的癌症治疗手段,准确评估重离子的辐射生物效应对于提高粒子放疗的精细化水平具有重要意义。本研究基于双尺度剂量学方法和蒙特卡罗模拟,从宏观和微观两个尺度对^(12)C离子的相对生物效应(RBE)进行对比分析。本研究采用宏观的细胞存活线性平方模型(LQ)和微观的微剂量动力学模型(MKM)计算两个尺度的^(12)C离子RBE在体内的分布。蒙特卡罗模拟290 MeV/u的展宽^(12)C离子束在水模型内的宏观剂量及传能线密度(LET)分布,进而计算宏观^(12)C离子RBE。同时统计不同位置处体素内的粒子谱信息,并作为二次源项进行微剂量线能谱的模拟,进而计算微观尺度的^(12)C离子RBE。结果显示,10%细胞存活分数对应的物理剂量水平下,坪区两个尺度^(12)C离子RBE计算结果差异为16%,在布拉格峰处差异为25%。本研究提出了一种计算相同照射情况下宏观和微观两种尺度重离子RBE的模拟方法,并为重离子RBE模型的改进和临床应用提供参考。 展开更多
关键词 重离子放疗 相对生物效应 双尺度剂量学 双尺度蒙特卡罗模拟
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核医学治疗中患者的体素级剂量计算
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作者 马锐垚 邱睿 +7 位作者 武祯 胡子仪 戴甜甜 郭烽 赵文锐 江年铭 高丽蕾 李君利 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1253-1259,共7页
核医学治疗中为了制定合理的治疗方案需要对患者进行个体化剂量评估。本研究通过计算患者的体素级剂量分布,对分化型甲状腺癌患者的^(131)I SPECT图像及CT图像进行了精准定量分析,利用体素S因子方法、直接蒙特卡罗方法和GPU蒙特卡罗方... 核医学治疗中为了制定合理的治疗方案需要对患者进行个体化剂量评估。本研究通过计算患者的体素级剂量分布,对分化型甲状腺癌患者的^(131)I SPECT图像及CT图像进行了精准定量分析,利用体素S因子方法、直接蒙特卡罗方法和GPU蒙特卡罗方法计算了核医学患者体素级剂量分布。体素S因子方法相比于蒙特卡罗方法,在上呼吸道内部、肺部、骨骼等与水密度差异大的位置表现出剂量结果的差异,在肺和骨骼的最大差异达到40%,且在组织的交界处差异明显,在距离源分布较远位置的剂量相对于蒙特卡罗结果有一定低估。GPU蒙特卡罗方法与直接蒙特卡罗方法计算结果一致,并实现了400倍的加速比。综上所述,体素级剂量计算能获得亚器官区域和肿瘤区域的剂量不均匀分布,直接蒙特卡罗方法相比于体素S因子方法能够实现更精确的剂量计算,GPU程序能有效加速蒙特卡罗计算。 展开更多
关键词 核医学 剂量评估 体素S因子方法 蒙特卡罗方法
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