多枚103Pd籽源空间剂量分布及计算机模拟研究

论文摘要

当今社会,恶性肿瘤已成为严重威胁人类健康的主要疾病。目前,医学上治疗肿瘤的主要方法有外科手术、化疗、放射治疗等手段,而现代医学是以微创伤和无创伤的精确治疗作为发展的方向,因此,放射治疗已成为恶性肿瘤治疗的主要方法。种子源近距离放射治疗就是将封装的放射性核素种子源放置在肿瘤体附近、肿瘤体内或肿瘤体表面实施照射的一类放射治疗于段的总称。剂量分布的计算是近距离放射治疗计划设计中的基础与核心。依据美国医学物理家协会43号报告(AAPM TG No.43)及其更新报告中的模型、剂量参数和实验数据,从理论上研究了103Pd种子源近距离放射治疗剂量计算模型。本文对单枚103Pd种子源剂量计算模型中的径向剂量函数进行了研究,并应用非线性理论建立了数学模型。通过曲线拟合得到的径向剂量函数计算模型与其他模型相比,计算结果与实验数据吻合较好。在单枚103Pd种子源剂量计算模型的基础上,利用“标量叠加”的方法,从理论上推导并得到多枚103Pd种子源剂量计算的数学模型。应用上述模型得到的理论计算结果与临床实验结果基本一致。此外,上述模型具有灵活性和普遍适用性,只需更改相应的参数就可以用于其它不同种类和类型的种子源的剂量计算。以103Pd种子源剂量计算模型为理论基础,开发了103Pd种子源近距离治疗剂量计算软件系统。该系统主要由四个界面构成,主要功能包括：计算不同种类核素经过一段时间以后的衰变活度；计算不同种类和类型的种子源在二维平面内或者三维空间中某一点的剂量率；计算经过一段时间以后的种子源吸收剂量；绘制种子源在二维平面内的等剂量曲线和在三维空间中的等剂量曲面；保存各种计算结果、图片和界面等。尤其是在种子源三维等剂量曲面的显示方面,软件设置了弹出图形显示窗口的功能,通过旋转来改变等剂量曲面的方位角和仰角,方便使用者从不同视角来观察等剂量曲面。该系统界面友好,操作简便,交互性和兼容性强,运行速度快。将该软件系统应用于临床,与临床实验结果基本一致,可以进一步推广应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 放射性种子源近距离放射治疗理论基础
• 1.2.1 放射治疗
• 1.2.2 近距离放射治疗
• 1.3 放射性种子源近距离放射治疗国内外研究现状及发展趋势
• 1.3.1 放射性种子源剂量计算研究进展
• 1.3.2 放射治疗计划系统研究进展
• 1.4 本文研究的主要内容
• 103Pd种子源剂量计算模型的建立'>2 放射性¹⁰³Pd种子源剂量计算模型的建立
• 2.1 剂量计算的理论依据
• 2.2 常用近距离放射治疗种子源
• 103Pd种子源'>2.2.1¹⁰³Pd种子源
• 125I种子源'>2.2.2¹²⁵I种子源
• 192Ir种子源'>2.2.3¹⁹²Ir种子源
• 103Pd种子源剂量计算模型的建立'>2.3 单枚¹⁰³Pd种子源剂量计算模型的建立
• 2.3.1 空气比释动能强度
• 2.3.2 表观活度
• 2.3.3 剂量率常数
• 2.3.4 几何因子
• 2.3.5 径向剂量函数模型的建立与分析讨论
• 2.3.6 各项异性函数
• 2.3.7 参数小结
• 2.3.8 治疗计划系统采用的剂量计算模型
• 103Pd种子源剂量计算模型的建立'>2.4 多枚¹⁰³Pd种子源剂量计算模型的建立
• 103Pd种子源产生的剂量率与剂量之间的关系'>2.5¹⁰³Pd种子源产生的剂量率与剂量之间的关系
• 2.6 计算结果分析与讨论
• 2.7 本章小结
• 103Pd种子源近距离放射治疗剂量计算系统'>3¹⁰³Pd种子源近距离放射治疗剂量计算系统
• 3.1 设计方案
• 3.2 系统编写语言和开发工具
• 3.2.1 系统编写语言的选取
• 3.2.2 界面开发工具
• 3.3 系统结构功能模块及流程图
• 3.4 系统界面及功能
• 3.4.1 种子源活度计算软件
• 3.4.2 单枚种子源剂量计算模式
• 3.4.3 种子源二维剂量计算软件
• 3.4.4 种子源三维剂量计算软件
• 3.5 本章小结
• 4 系统运行结果分析与讨论
• 103Pd种子源径向与轴向剂量率分布'>4.1¹⁰³Pd种子源径向与轴向剂量率分布
• 103Pd种子源活度与时间的关系'>4.2¹⁰³Pd种子源活度与时间的关系
• 4.3 系统运行结果
• 4.3.1 种子源活度计算软件运行结果
• 4.3.2 单枚种子源剂量计算模式运行结果
• 4.3.3 种子源二维剂量计算软件运行结果
• 4.3.4 方位角与仰角
• 4.3.5 种子源三维剂量计算软件运行结果
• 4.4 系统兼容性问题的解决方法
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢