【摘 要】
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质子和碳离子放疗是基于Bragg峰的物理特性而发展起来的精确放疗解决方案，被称为二十一世纪"最为理想的放疗手段"，具有剂量分布好、治疗效果突出、副作用相对较小等优点，目前在我国各大城市(包括合肥市)有迅猛发展的趋势.TOPAS是基于开源软件GEANT4截面库所开发出来的一套单独的蒙特卡罗模拟工具，具有使用简单，建模更方便，计算更快捷，读出更方便以及可视化等优势.尽管TOAPS软件已经在世界各地多个
【机 构】
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中国科学技术大学核科学技术学院 安徽合肥230027
【出 处】
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安徽省核学会理事扩大会暨2015年学术年会
论文部分内容阅读
质子和碳离子放疗是基于Bragg峰的物理特性而发展起来的精确放疗解决方案，被称为二十一世纪"最为理想的放疗手段"，具有剂量分布好、治疗效果突出、副作用相对较小等优点，目前在我国各大城市(包括合肥市)有迅猛发展的趋势.TOPAS是基于开源软件GEANT4截面库所开发出来的一套单独的蒙特卡罗模拟工具，具有使用简单，建模更方便，计算更快捷，读出更方便以及可视化等优势.尽管TOAPS软件已经在世界各地多个单位进行了电子和质子加速器的测试，但关于重离子放疗方面，并未得到广泛的验证.目的：为了评估TOPAS蒙特卡罗软件对兰州近代物理研究所的重离子放疗装置剂量计算的准确性性，并对治疗头部分进行建模分析，研究基于蒙特卡罗方法的治疗计划系统的可行性.方法：TOPAS软件是一款新型的专门用于粒子线放疗模拟，计算以及可视化的商业软件(目前已正式发布).通过计算，我们将把不同能量碳离子经过治疗头之后得到的展宽布拉格峰与实验结果做对比，所有的治疗头几何参数均来自于兰州近代物理研究所实验装置.结果：不同能量碳离子(从100MeV/u到400MeV/u)的布拉格峰和展宽布拉格峰都符合得很好，只有在低能(100MeV/u)时候发现有少量的偏差，这与实际实验条件有关.模拟用到的是被动散射式的治疗方式，对实际治疗头的初级准直器，脊型过滤器，射程移位器以及多叶光栅都进行了建模来分析放疗过程碳离子在水箱中的剂量分布.结论：在合理的设定和合适的建模下， TOPAS能够给出与实验数据高度吻合的结果.由于放疗治疗头用到的这些专用部件已经在TOPAS中预先定义好，因此用户可以很方便地对其进行建模，极大减少了建模以及计算过程的工作量.目前正在开展的工作是利用TOPAS软件来验证近代物理研究所的碳离子治疗计划系统.此方法也可用于合肥计划的质子医院的设计和优化工作.
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