基于自动勾画和快速蒙特卡罗计算的放射治疗全身器官剂量数据库平台的可行性研究

目的:探讨建立一种放射治疗全身器官剂量数据库平台的可行性。方法:使用基于深度学习的自动勾画软件DeepViewer?1例食管癌患者的全身CT上勾画全身器官，然后利用基于GPU加速的蒙特卡罗软件ARCHER计算相应的器官剂量分布，最后利用Lyman-Kutcher-Burman（LKB）模型评估放疗患者正常组织并发症概率（NTCP）。结果:针对该病例，成功建立基于DeepViewer?ARCHER和LKB模型的全身器官剂量数据库，发现距离靶区越近的器官剂量越大，其中心脏与靶区间距离最小，剂量为14.11 Gy，但因其模型参数特殊，通过LKB模型计算的NTCP为0.00%；左、右肺的剂量分别为3.19和1.16 Gy，但是NTCP值却很大，分别为2.13%和1.60%。对于距离靶区较远的头颈部器官（视交叉、视神经和眼）和腹部器官（直肠、膀胱和股骨头）剂量分别约为9和2 mGy，并且NTCP均近似为0.00%。结论:研究结果证明通过自动勾画软件DeepViewer?蒙特卡罗软件ARCHER和LKB模型建立全身器官剂量数据库的可行性。     

基于蒙特卡罗EGS4算法的核素内照射吸收剂量计算方法探讨

目的 以蒙特卡罗EGS4算法(Monte Carlo EGS4,MC EGS4)为基础,用时序性SPECT/CT检查探讨核素内照射治疗吸收剂量的计算方法.方法 用体模标定153Sm放射性浓度与SPECT图像灰度值的关系;用RMI467型CT体模标定不同组织物理密度与CT图像灰度值的关系;优化MC EGS4计算程序.以此为基础,通过时序性SPECT/CT检查和累积尿液的放射性测定,计算4例肿瘤多发骨转移患者153Sm-乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMP,按体重注射24.1 MBq/kg)内照射治疗后不同靶器官的三维吸收剂量分布和病灶、骨髓、脊髓、盆腔性腺组织的吸收剂量.结果 SPECT和CT图像的灰度值分别与153Sm放射性浓度和组织物理密度之间存在线性对应关系(P＜0.05).多发骨转移癌患者骨转移灶的153Sm-EDTMP吸收剂量分布明显不均,放射性累积中心点吸收剂量最高,边缘区域剂量降低.1例患者最高点内照射吸收剂量率为4.3×10-8 Gy·s-1,左髂骨转移灶最高吸收剂量约为5.6 Gy,病灶边缘吸收剂量为2.0 Gy.其他3例患者病灶最高点吸收剂量率分别为4.5×10-8,3.5×10-8,3.8×10-8 Gy·s-1.结论 基于MC EGS4算法,用时序性SPECT/CT可计算核素内照射治疗患者的病灶和其他靶器官吸收剂量及其三维分布.     

6711型125I种子源剂量学参量的蒙特卡罗模拟研究

目的 计算6711型¹²⁵I种子源的剂量特性。 方法 使用EGSnrc蒙特卡罗模拟程序对种子源的各向异性函数、径向剂量函数和剂量率常数进行计算,并给出了不同介质中的空间剂量率分布,将计算结果与美国医学物理师协会(AAPM)TG43-U1号报告中的推荐值和其他已发表的相关数据进行了比较。 结果 各向异性函数与其他最新发表的数据符合较好;径向剂量函数与TG43-U1推荐值符合较好;剂量率常数为0.951 cGy?h^－1?U^－1,与TG43-U1推荐值在1.45%内吻合。 结论 6711型¹²⁵I种子源剂量场具有低剂量率,高梯度的特点;各向异性函数在近距离小角度处存在小突起的结构。     

基于蒙卡算法的乳腺癌术中放疗模型的剂量学优化

目的：探讨蒙特卡罗算法在乳腺癌术中放疗（IORT）模型剂量学优化中的应用价值。方法采用MCTP的MCBEAM程序建立乳腺癌术中放疗模型，利用MCSIM程序对患者术前CT模拟术中影像模型进行剂量计算，分析其剂量学特点，并对靶区剂量进行优化。结果通过蒙卡计算，优化的乳腺癌术中放疗模型方案为：靶区表面添加2-3 mm等效材料，靶区后缘添加5 mm等效材料再加2 mm铅板，这可以使90%以上等剂量线包绕整个靶区，同时可以消除＞110%的热点区域，肺最大剂量＜1 Gy。结论蒙特卡罗算法在乳腺癌IORT模型剂量学优化中的应用能显著提高IORT靶区剂量的计算精度，优化剂量分布，值得临床推广。     

低危前列腺癌主动监测还是手术:临床决策分析

背景和目的:通过评估年龄、健康状况、病人偏好等因素对结果的影响,比较对低危前列腺癌病人采取外科手术或者动态监测的差别。病人和方法:笔者用蒙特卡罗模拟马科夫模型(Monte Carlo simulation of Markov models)描述20000名诊断有低危前列腺癌病人的生存时间,这些病人随机分入采取前列腺癌动态监测组和前列腺癌根治术组,然后分别计算出两组的质量调整预期寿命、预期寿命、前列腺癌相关病死率、多年治疗的不良反应,并分别与从文献中得来的标准参数进行比较。笔者将差、一般和优秀的健康     

运用内置化蒙特卡罗模拟对心电触发管电流调节和螺距匹配技术对双源CT冠状动脉成像辐射剂量的思考:

目的评估临床常规接受双源CT冠状动脉成像(CTA)病人所受到的辐射剂量水平。方法运用心电触发管电流调节(TCM)功能和依赖心率的螺距匹配技术,对56例病人行冠状动脉CTA检查。个体化蒙特卡罗(MC)模拟用于剂量评估。固定管电流的回顾性模型(CTC)作为参考。肺组织     

基于实验与蒙特卡罗模拟法探究125I粒子间剂量衰减

目的 研究多颗¹²⁵I放射性粒子间剂量衰减规律.方法 利用Geant 4软件包进行蒙特卡罗模拟单颗粒子和多颗粒子周围剂量分布,将模拟结果与TG43-U1报告中推荐剂量计算方法所得结果进行对比,并利用实验测得数据验证蒙特卡罗模拟结果.结果 单颗粒子周围剂量分布的蒙特卡罗模拟结果与TG43-U1计算和实验结果差值分别在±3%和±5%以内.多颗粒子的蒙特卡罗模拟结果对比TG43-U1线性叠加结果,粒子间剂量衰减为3.8%~13.2%,平均剂量衰减为7.2%,实验所得结果与蒙特卡罗模拟结果差值在6%以内.结论 空间中存在多颗放射性¹²⁵I粒子时,由于粒子间的相互影响导致7%左右的剂量衰减,其最大值可超过13%,在人体组织中剂量衰减值会更大.因此,利用TG43-U1方法进行线性叠加计算临床中的剂量分布不够精确.     

新华医疗承担的十二·五国家科技支撑计划课题通过验收

由山东新华医疗器械股份有限公司承担,清华大学、北京大恒医疗设备有限公司、四川大学、北京中康联医疗器械开发有限公司、四川瑞迪医疗科技有限公司共同参与的十·二五国家科技支撑计划课题：＂基于电子直线加速器的快速调强与影像引导放疗系统的研发＂（课题编号2011BAI12B05）,9月27日顺利通过国家科技部课题财务验收和课题成果验收。     

基于蒙特卡罗模拟的直肠癌术前容积调强放射治疗计划剂量验证

目的: 通过蒙特卡罗模拟评价基于各向异性解析算法（AAA）直肠癌术前容积调强放射治疗计划（VMAT）的剂量计算精度。方法: 选取20例基于AAA算法和RapidPlan模型优化的直肠癌术前VMAT计划,通过对比蒙卡模拟与治疗计划计算结果的平均DVH、靶区适形度（CI）、靶区均匀性（HI）和Gamma 3D通过率等参数,评估基于AAA算法的VMAT治疗计划剂量计算精度。结果: 两种Gamma 3D评估策略通过率的均值与标准差分别为97.58±0.47%（Max Dose）、92.46±1.76%（Local Dose）,且差异具有统计学意义（P<0.05）;对PTV和PGTV的CI、DMin、膀胱的D50%、DMean等不符合正态分布的参数做相关样本非参数检验,除PGTV的CI和Dmin外,差异均具有统计学意义（P < 0.05）;其他服从正态分布的参数做配对样本T检验,差异均具有统计学意义（P < 0.05）。结论: Rapidplan模型计划在低剂量区通过率较低,说明AAA算法射野边缘低剂量区计算偏差较大;靶区Dmin与算法的精度较为相关,CI和HI参数相对于蒙卡模拟结果有一定差异;AAA算法在股骨头和膀胱的D50%、DMean相对蒙卡模型有不同程度的低估。     

双链DNA生物膜弹性模量的蒙特卡罗模拟

目的 研究吸附于微悬臂梁基底上双链DNA生物膜的弹性模量。方法 采用基于中观连续介质液晶理论的Parsegian经验势,描述粗粒化DNA圆柱之间相互作用能;采用蒙特卡罗法模拟加载前后DNA链的微观分布模式;采用思想实验法和宏观连续介质压缩弹性杆模型,预测DNA生物膜弹性模量。结果 双链DNA生物膜的弹性模量约为0.1~80 MPa。结论对比随机分布模式,经典的六角形均匀分布假设低估了DNA生物膜的弹性模量;封装密度的增加和缓冲盐溶液浓度的减小均有助于提高DNA生物膜弹性模量。这些结果对进一步认识临床工作中相关DNA生物膜的力学性质及其调控规律具有重要意义。