• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      PdI混合源劑量學參數(shù)的蒙特卡羅模擬

      2013-01-10 11:25:10鄭玉來張為在
      同位素 2013年3期
      關鍵詞:劑量學劑量率常數(shù)

      鄭玉來,王 強,張為在

      (中國原子能科學研究院,北京 102413)

      放射性粒子源125I和103Pd廣泛用于前列腺、眼睛等器官惡性腫瘤的永久性植入治療[1-3]。最近,中國原子能研究院設計了一種新型的放射性近距離治療用種子源,125I-103Pd混合源。臨床使用該粒子源近距離治療時,需要確定粒子源的劑量學參數(shù)。為此,利用蒙特卡羅方法對125I-103Pd混合源進行模擬計算,以確定粒子源的劑量學特征,包括劑量率常數(shù)、徑向劑量函數(shù)和各項異性函數(shù)。

      1 劑量計算參數(shù)

      美國醫(yī)用物理學家協(xié)會(american association of physicists in medicine,AAPM )在1995年發(fā)布了用于指導短程治療源在組織中的劑量TG-43報告[4],并于2004年發(fā)布其修訂版TG-43U1。目前推薦的短程治療源劑量計算公式[5]如下:

      (1)

      SK=Kδ(d)d2

      (2)

      SK的單位符號為cGy·h-1·cm2,專用符號為U,U=1 Gym2h-1=1 cGycm2h-1

      ∧為劑量率常數(shù),表示液態(tài)水中參考點處單位空氣比釋動能強度的源所致劑量率,即:

      (3)

      ∧的單位為cGy·h-1·U-1。定義中將液態(tài)水作為組織等效材料。

      GL(r,θ)為幾何函數(shù)。該函數(shù)是對適用于點源的反比平方定律的修正,其具體的計算公式如下:

      (4)

      (5)

      圖1 近距治療劑量計算坐標系Fig.1 Coordinate system used for brachytherapy dosimetry calculation

      g(r)為徑向劑量函數(shù),用于對種子源中垂軸不同距離處組織(液態(tài)水)的衰減和吸收進行修正,其計算公式為:

      (6)

      g(r)是一相對比值,即在中垂軸上對參考點進行歸一。于是,g(r0)=1,該函數(shù)無量綱。

      F(r,θ)為各向異性函數(shù),用于描述角度θ對劑量分布的影響,其計算公式為:

      (7)

      顯然,F(xiàn)(r,θ0)=1,且該函數(shù)無量綱。

      綜上可知,式(1)的實質(zhì)就是先確定源中軸線上參考點處的劑量率,再通過幾何函數(shù)做線源修正,最后利用徑向劑量函數(shù)和各向異性函數(shù)建立待測點(r,θ)處的劑量率與參考點劑量率之問的關系。式(1)中需要確定的劑量計算參數(shù)有劑量率常數(shù)∧、徑向劑量函數(shù)g(r)和各向異性函數(shù)F(r,θ)。

      2 蒙特卡羅模擬計算

      為保證125I-103Pd混合源的劑量學參數(shù)計算的準確性,可先利用TG-43報告中的6711型(3M)125I標準源進行劑量學參數(shù)計算,如計算值與報告中的結(jié)果一致,則說明計算方法正確。

      2.1 6711型(3M) 125I源的計算

      2.1.1源的幾何描述及材料

      6711型(3M)125I源整體為小圓柱形,125I均勻分布于內(nèi)部圓柱形銀棒的表面,其外包有1層鈦包殼,兩端為焊頭。在圓柱狀純銀棒上鍍上厚度為2.0 μm含125I 的AgI和AgBr混合物。沿源長軸方向的剖面圖示于圖2,蒙特卡羅模擬軟件為MCNP4C。

      圖2 6711型(3M) 125I源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of 6711 type source for 125I

      2.1.2劑量率常數(shù)計算

      根據(jù)式(2)和式(3),分為2步計算。

      1) 空氣比釋動能強度計算

      TG-43U1 報告中建議:計算空氣比釋動能強度時,源與空氣比釋動能記錄體之間應該設置為真空。沿6711型125I粒子源中垂軸方向,設置一個內(nèi)半徑為100 cm、厚度為1.0 mm、高度為1 cm的指環(huán)狀圓柱體。指環(huán)狀圓柱體和粒子源之間的材料設置為真空,指環(huán)狀圓柱體的材料為空氣。計算指環(huán)狀圓柱體中的空氣比釋放動能,把計算得到的空氣比釋動能與內(nèi)半徑的平方的乘積即是6711型125I粒子源的空氣比釋動能強度。

      2)劑量率常數(shù)計算

      根據(jù)上面的劑量率常數(shù)計算方法,本次∧=0.862 cGyh-1·U-1。TG-43推薦的數(shù)值為0.88 cGyh-1·U-1。計算值與TG-43推薦值間的相對偏差為2%,符合較好。

      2.2 混合源模型的計算

      2.2.1源的幾何描述及材料

      混合源的幾何模型與6711型(3M)125I源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相似,不同的是外層鈦殼兩側(cè)為半球形,中間為C棒,混合源的核素由125I和103Pd組成,其混合比例假定為1 mCi125I和2 mCi103Pd。

      圖3 混合源結(jié)構(gòu)Fig.3 Structure for hybrid source

      2.2.2劑量率常數(shù)計算

      對125I、103Pd、混合源三種源分布的空氣比釋動能強度和劑量率常數(shù)Λ(cGy·h-1·U-1)進行計算:

      Sk=A·η·3 600×106·D空氣

      (8)

      其中,A為活度,η為核素平均每次衰變發(fā)出的γ射線數(shù),D空氣為距離放射源1 m處的劑量,計算結(jié)果列于表1。

      表1 三種源模型的空氣比釋動能強度和劑量率常數(shù)

      2.2.3徑向劑量函數(shù)g(r)

      建立半徑為30 cm的液態(tài)水球模型。球心放置種子源,在源中垂軸方向上布置1組計算點。分別距源中心0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0 cm。計算上述位置上的吸收劑量,依據(jù)式(6)求得各距離上的g(r)。計算獲得的徑向劑量函數(shù)g(r)列于表2。

      出于實用目的,對表2中的混合源數(shù)據(jù)進行擬合,所得g(r)經(jīng)驗公式如下:g(r)=1.278 74-0.206 08r-0.098 57r2+0.041 56r3-0.005 73r4+2.751 78×10-4r5。

      表2 混合源模型的徑向劑量函數(shù)g(r)

      2.2.4各向異性函數(shù)F(r,θ)

      建立與2.2.3節(jié)中相同的液態(tài)水球,距離r取0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0 cm,因源結(jié)構(gòu)左右對稱,故角度θ取0°~90°,間隔5°。計算各位置處的吸收劑量,然后依據(jù)式(7)求得各向異性函數(shù)F(r,θ),結(jié)果列于表3。結(jié)果表明:不同距離r隨著極角θ的增加F(r,θ)隨之增加,并在θ為90°時增加到1,與實際相符。

      表3 混合源各向異性函數(shù)F(r,θ)

      4 小結(jié)

      根據(jù)AAPM TG-43U1 的關于植入治療粒子源的劑量學參數(shù)的相關定義,首先在6711型125I粒子源尺寸基礎上建立適用于MCNP4C的計算模型,利用MCNP4C 程序計算了6711型125I粒子源的劑量學參數(shù)。計算結(jié)果符合性較好,驗證了計算方法的正確性。根據(jù)125I-103Pd混合源的實際參數(shù)建立了混合源計算模型,并給出相應的劑量學參數(shù),如劑量率常數(shù)、徑向劑量函數(shù)g(r)和各向異性函數(shù)F(r,θ),對下一步混合源的研發(fā)工作提供參考。

      參考文獻:

      [1]Rivard MJ, Coursey BM, DeWard LA, et al. Update of AAPM Task Group No.43 Report:A revised AAPM protocol for brachytherapy dose calculations[J]. Med Phys, 2004, 31:633-674.

      [2]Wang JH, Liu W, Xu XJ, et al. Dosimetric parameters of palladium-103 brachytherapy source with Monte Carlo Simulation[J]. Chin Sci Bulletin, 2008, 53: 1 304-1 309.

      [3]Rivard MJ. Comprehensive Monte Carlo calculations of AAPM Task Group Report No.43 dosimetry parameters for the Model 3500 I-Plant125I brachytherapy source[J]. Applied Radiation and Isotopes, 2002, 57: 381-389.

      [4]Nath R, Anderson LL, Luxton G, et a1. Dosimetry of interstitial brachytherapy sources: recommendations of AAPM radiation therapy committee task group No.43[J]. Medical Physics, 1995, 22:209-234.

      [5]孫亮,李君利.125I短程治療源劑量計算參數(shù)的蒙特卡羅確定[J]. 原子能科學技術(shù), 2006,40(6):657-661.

      Sun Liang, Li Junli. Determination of Dose Calculation Parameters of125I Brachytherapy Source With Monte-Carlo Method[J]. Atomic Energy Science and Technology, 2006, 40(6): 657-661(in Chinese).

      [6]花正東,王德忠.125I植入治療源的劑量學參數(shù)的MonteCarlo模擬[J]. Intervent Radiol, 2010, 19(1): 38-41.

      Hua Zhengdong, Wang Dezhong. Monte Carlo simulation of dosimetric parameters for the Model 6711125I brachytherapy source[J]. Intervent Radiol, 2010, 19(1): 38-41(in Chinese).

      猜你喜歡
      劑量學劑量率常數(shù)
      ICRU95號報告:外照射實用量及其對劑量學的影響
      輻射防護(2023年1期)2023-04-29 00:44:03
      關于Landau常數(shù)和Euler-Mascheroni常數(shù)的漸近展開式以及Stirling級數(shù)的系數(shù)
      甲狀腺乳頭狀癌患者術(shù)后首次131Ⅰ治療后輻射劑量率的影響因素及出院時間的探討
      幾個常數(shù)項級數(shù)的和
      乳腺癌改良根治術(shù)后胸壁放療臨床劑量學研究進展
      萬有引力常數(shù)的測量
      X線照射劑量率對A549肺癌細胞周期的影響
      癌癥進展(2016年10期)2016-03-20 13:15:43
      ITER極向場線圈PF4維修區(qū)域停堆劑量率分析
      如何有效調(diào)整ELEKTA PRECISE加速器的劑量率
      T2期鼻咽癌旋轉(zhuǎn)調(diào)強與固定野動態(tài)調(diào)強計劃的劑量學比較研究
      淮北市| 台东县| 万州区| 财经| 阿克陶县| 民乐县| 明溪县| 松阳县| 桂阳县| 邵东县| 湖北省| 南城县| 湖州市| 海南省| 东乡族自治县| 南郑县| 阿鲁科尔沁旗| 凤凰县| 马鞍山市| 镇巴县| 兰考县| 晴隆县| 孝义市| 遵义县| 司法| 通化县| 额敏县| 米泉市| 安顺市| 陆良县| 潼南县| 法库县| 郑州市| 沙田区| 奇台县| 陈巴尔虎旗| 上栗县| 东平县| 白朗县| 政和县| 双桥区|