王仲奇[1]2002年在《蒙特卡罗方法在组织间近距离肿瘤治疗计划设计中的应用》文中进行了进一步梳理本文分析了组织间近距离肿瘤治疗以及“种子源”技术。在此基础上，研究了蒙特卡罗方法对其中关键问题——剂量场计算的应用。利用本文研究成果所形成的“组织间近距离叁维立体定向肿瘤治疗计划设计系统”，对于推广“种子源”技术，提高组织间近距离肿瘤治疗水平，具有积极的意义。 作者首先介绍了放射性肿瘤治疗的一些基本原理和概念，回顾了放射性肿瘤治疗计划系统的由来，回顾了治疗计划系统发展的历史。 在第2章，作者着重介绍了放射性种子源的特征，简要介绍了种子源技术治疗肿瘤的生物学基础。 在本文的第3章，作者全面研究了针对放射性种子源和组织间近距离肿瘤治疗的蒙特卡罗通量计算方法。作者详细介绍了蒙特卡罗方法通量(尤其是体通量)计算方法和技巧。根据医学实践和临床治疗的特殊需要，我们提出了历史重建方法与相关估计方法，解决了蒙特卡罗方法在组织间近距离肿瘤治疗计划设计中应用的关键难题。 在第4章，作者讨论了通量场向剂量场转换中所存在的一些问题，讨论了单源剂量场与多源剂量场之间的关系，也根据实际需要讨论了非标准源所存在的一些问题。
王建华[2]2006年在《新型粒子源近距离治疗肿瘤剂量的蒙特卡罗模拟》文中认为近距离治疗术语“brachytherapy”来自希腊词汇″brachios″，其意义是将短了具有包壳的放射性核素埋入组织间进行放射治疗。近距离治疗的发展历史要与放射性一样古老，早在1901年Pierre Curie就建议巴黎的Danlos医生使用雷管插入肿瘤进行治疗，开创了组织间近距离治疗的先河。之后~(198)Au，~(60)Co，~(32)P，~(137)Cs和~(192)Ir等放射性粒子源陆续诞生，其中与本论文相关的两种新型同位素源~(125)I和~(103)Pd分别在1972年和1986年被生产出来，该两种放射低能光子同位素核素已经被选为作为永久性植入治疗。近几年它们在治疗前列腺、眼睛以及乳房癌中的使用发展得非常迅速。~(125)I的平均能量为30keV，103Pd为20keV，与其它核素如~(137)Cs或者~(192)Ir相比，~(125)I和~(103)Pd具有较强的优越性，它们的剂量沉积可以在较短的距离之内迅速降低，在辐射防护方面能够有效的保护医疗工作人员，同时由于其能量沉积限制在很小的体积内，从而使正常组织能够有效的得到保护。此外~(125)I的半衰期为60天，~(103)Pd的为17天满足永久性植入治疗的条件。~(125)I在美国已经成为治疗前列腺肿瘤的标准模型，在欧洲也开始越来越流行起来的。当然我国在放射性粒子植入治疗方面的基础研究还是处于初级阶段，与这些国家相比，显然我们还有相当大的差距。 本论文主要介绍最适合植入治疗的~(125)I和~(103)Pd放射性粒子源在植入治疗中的蒙特卡罗模拟，蒙特卡罗方法对物理模拟被认为是相当可信了，其部分主要的书写规则在论文中得到非常详尽了叙述。论文首先通过基准校正蒙特卡罗代码MCNP4C，接着通过使用校正的MCNP4C计算放射性粒子~(125)I和~(103)Pd的剂量率常数、各向异性函数和径向剂量函数等植入治疗需要用到的重要剂量参数；这些剂量学参数是依照美国物理学家医学协会AAPM的推荐报告TG-43草案获得了。此外还计算的植入治疗中的另一种放射源~(131)Cs的各向异性函数和径向剂量函数。计算结果与国外的前研究者做了较多比较。论文中首次提出了通过逐步提高栅元重要性来降低计算误差和节省时间的方法，该方法对蒙特卡罗模拟放射粒子植入治疗可以节省大量的计算时间。此外论文还介绍的部分MCNP编写技巧。论文充分讨论了可能对剂量模拟产生影响的因素：截面数据、几何因子、金属包壳、计数卡和能量等。
王旭[3]2010年在《激光治疗肝癌的治疗计划系统基础研究》文中指出目的：针对肝癌的激光治疗计划系统的设计就是为了通过合理的激光探针布局,使激光照射能够很好的包络肝癌组织而减小对正常组织的损伤。在肝癌治疗的过程中,需要知道激光对其的损伤程度,来选择合适的激光能量进行治疗,目前很难通过临床直接测量方法求出激光对组织的损伤范围及激光能量在生物组织内的分布规律。因此常常采用数值模拟的方法进行分析,蒙特卡罗方法,即用统计学的方法来分析激光光子在肝组织中的传输规律,建立组织中的光剂量数学模型,探讨激光照射对于肝组织的损伤情况,为激光疗法治疗肝癌确定合适的能量,为下一步研究激光治疗癌症的治疗计划系统做好组织光学方面的准备。利用可视化开发包(VTK)将计算机断层扫描(CT)图像合成叁维立体图像,使医生能够在叁维的视野中对病变组织进行更好的分析,实现图像的叁维可视化,以有利于更好地制定肝癌患者的治疗方案。方法：采用蒙特卡罗方法,建立不同光学参数下正常组织和肝癌组织的组织剂量数学模型,利用光子传输理论计算光子传输过程中的所遇到的各种情况,采用VRMC技术逐个计算大量光子迁移轨迹,统计嵌于正常组织和肿瘤组织中的光子宏观能量分布。建立基于VC6.0平台上的VTK可视开发环境,获取患者的DICOM格式的CT图像,采用VTKfilter滤波器和拉普拉斯锐化模板对图像进行滤波、增强等预处理,利用光线投影Ray-Casting算法对图像进行叁维重建。结果：通过蒙特卡罗模拟得到光损伤随组织深度的增加呈指数衰减的结果,且光子在组织边缘会形成第2个峰值。组织损伤是阈值过程,每条剂量曲线可被视为阈值曲线,损伤程度随距离的增加呈指数衰减。采用蒙特卡罗方法模拟激光在肝组织中的传播,得到了激光光子在肝肿瘤组织中的分布规律,以及不同能量和时间照射下激光对肝组织的损伤程度,推算出最佳的照射时间和照射能量。利用VTK方法对肝组织CT图像进行叁维重建,重建后的图像,分辨率较高,重建速度快,且可进行切割、旋转、缩放等功能。结论：根据不用组织的组织光学参数的不同,光子在不同组织的交界处其堆积程度会形成明显的增加,其能量分布在边缘也会有一定的增强。由此可得,利用激光对肝癌进行照射在癌组织边缘激光对组织的损伤程度有明显的增加,根据损伤来分辨出癌组织的范围比常规用肉眼来观察更能准确的确定病变组织的范围和大小。结果表明,适量光照强度能引起浅薄全面的肿瘤组织光损伤,深层光损伤伴随正常组织损伤,其损伤程度随距离的增加而减小。激光对组织损伤作用以热损伤为主,最佳功率6-8 W,最佳时间8-10 min,最大损伤范围直径在20 mm左右。基于VTK的光线投影算法可用于对人肝组织的叁维重建,有利于医生直观地观察病变组织的形状和位置,为诊断和治疗提供依据。VTK软件可以实现直观的对叁维图像进行分割等处理,这对于后期研究激光探针的合理布局有很大的帮助。
牛璐莹[4]2012年在《~(125)I和~(103)Pd放射粒子源剂量分布的蒙特卡罗模拟》文中研究说明恶性肿瘤严重威胁着人们的健康，其死亡率逐年增长。手术、化疗、放疗是治疗肿瘤的叁种常见方法，其中70%的恶性肿瘤患者需要进行放射治疗，可见放疗已经成为在肿瘤治疗方面最主要的手段。在诸多放疗手段中，放射粒子源植入治疗以已被世界各地很多家医院使用。在临床中放射粒子源植入治疗需要制定安全可靠的治疗计划，研究低能粒子源的剂量场分布是十分必要的。本文利用蒙特卡洛方法模拟~(125)I和~(103)Pd粒子源在水中的剂量分布，为临床治疗准备基础剂量数据。1、论文运用MCNP5软件，模拟单个~(125)I粒子源在水中的剂量场分布。将粒子源置入半径为3cm的水模坐标中心，运用重复结构的方式将水模划分成多个2*2*2mm~3的立方体小格子，并利用MCNP5中的f6计数卡，记录每个空间小格子中的能量沉积，得到的数据经单位换算得到粒子源在水模中的剂量率分布。将MCNP模拟计算结果与TG-43中给出的理论公式计算结果进行比较，得到的结果近似一致。2、在临床治疗中常将多个粒子源按肿瘤形状、分布同时植入到病灶区。因此，论文中运用Matlab7.0画图软件将单个~(125)I粒子源在水体模中的的剂量分布数据，通过复制并转移矩阵的方式，将粒子源在水体模中排列成正叁角形，正四边形，正六边形等形状，分析了3、4、6、7个~(125)I粒子源的剂量场分布，并验证了如下结论：对于0.8mCi的~(125)I粒子源，应将粒子中心距控制在1cm以内，才能避免相对剂量学冷点的出现。3、论文模拟了~(103)Pd粒子源在水体模中的剂量分布，并将结果与~(125)I粒子源的结果进行比较，发现~(103)Pd粒子源的有效剂量区要明显小于~(125)I粒子源的。论文进而分析比较了在相同放射活度下，两种粒子源在经过15天、30天后的剂量率分布，可以得出~(103)Pd粒子源的剂量率随时间推移要下降的更快，使其更适于治疗低分化、增殖快的肿瘤。4、临床中使用粒子源插植进行植入治疗时，常需使用医用PVC导管或金属治疗支架加以辅助，因此，本文模拟了~(125)I和~(103)Pd粒子源在医用PVC导管和金属治疗支架中的剂量场分布，并将其数据结果与原始数据进行比较，得出结论：医用PVC导管和金属治疗支架对剂量分布有一定程度的影响。尤其是金属治疗支架对粒子源的剂量分布的影响很大，尤其是对于~(103)Pd粒子源，径向剂量率近乎缩小到原始数据的1/5。因此，在治疗中需要选取较大活度的放射粒子源进行治疗，以抵消金属支架对剂量场的影响。
赵帅[5]2009年在《~（192）Ir源空间剂量分布及辐射防护的蒙特卡罗模拟》文中指出论文有四部分组成,分别为引言、分别为引言、原理、蒙特卡罗方法及MCNP程序介绍及数学建模和数据分析。第一部分引言介绍了放射性治疗的发展历史、铱-192后装室剂量分析国内外研究现状和本研究工作的意义。第二部分原理是文章的二、叁、四章,首先介绍了后装近距离治疗相关知识,放射源的种类,铱-192源和后装室的简单介绍;其次是有关剂量学的基础知识的介绍,一些与剂量分析有关的量之间的关系;最后是粒子与物质的相互作用环节,包括两个方面:带电粒子与不带电粒子。第叁部分主要介绍了蒙特卡罗方法及MCNP程序,是本论文的实验模拟的基础,在使用方法及使用技巧少做了一定得论述。最后第四部分数据分析是论文的重点,运用MCNP 4C程序模拟铱-192源的空间3D剂量分布、后装室空间剂量场分布、墙体外侧剂量分布、西墙墙体厚度变化时对墙外剂量分布的影响,经过程序的模拟计算得到大量的数据,经行作图处理和分析。文章首先通过简单的实验实例证明了MCNP 4C模拟剂量分布的正确性,为问题的解决提供了可靠地依据,然后运用程序模拟出铱源的3D空间分布图形、后装室空间剂量分布图线、墙体辐射防护方面的数据,为实际情况下放射性剂量分析提供了一定得数据参考,对放射工作人员指定合理医疗方案提供数据依据。
缪洪波[6]2003年在《中子刀治疗系统的软件研制》文中研究表明对于利用光子射线的放射治疗而言，近叁十年来，原有的技术有了很大的提高，但是主要集中在减少放疗的副作用方面，而在生存率方面没有明显的改变。目前看来，中子治疗可能是提高生存率的一个重要方向，而锎中子治癌是中子治疗中的一个分支。我国的中子刀研究始于1996年，此前国内未曾进行实质性的研究。一个优秀的系统是一流的硬件与一流的软件的统一体，为了使锎中子放射治疗系统浑然一体，整个系统的整合更加合理，性能更加卓越，我们对整个配套软件进行了重新开发。在这套系统中，为了达到用户的需求，我们对图像叁维坐标重建和插针算法进行了大量的研究，并实现了集二维处理、叁维图像处理及数据管理一体化的一系列配套软件。本文对中子刀治疗系统进行了概括性描述，重点阐述了中子刀的基本原理以及它的应用；在此基础上本文对中子刀治疗系统主要组成部分进行了详细的介绍；紧接着，本文对配套软件的算法进行了深入细致的探讨，软件系统的算法研究包含了用于叁维坐标重建的算法和插针计算方法，这些算法均需根据中子辐射理论以及插针的具体方法，进行数学模型建立与实现，在国内外均为首次；系统实现部分主要阐述了系统的设计及软件系统的特点；最后，本文介绍了我们的整个软件子系统组成、功能以及相应的实验结果。本文还在最末部分就目前的研究状况进行了总结，并提出了以后待解决的问题。本论文一共分为六章。第一章是绪论。介绍了中子刀治疗系统的背景、意义及本论文研究内容。第二章是中子刀治疗系统原理分析。第叁章是中子刀系统总体结构。第四章是系统软件研制。第五章是介绍了中子刀系统各子系统。第六章是总结与展望。
参考文献：
[1]. 蒙特卡罗方法在组织间近距离肿瘤治疗计划设计中的应用[D]. 王仲奇. 中国原子能科学研究院. 2002
[2]. 新型粒子源近距离治疗肿瘤剂量的蒙特卡罗模拟[D]. 王建华. 南华大学. 2006
[3]. 激光治疗肝癌的治疗计划系统基础研究[D]. 王旭. 天津医科大学. 2010
[4]. ~(125)I和~(103)Pd放射粒子源剂量分布的蒙特卡罗模拟[D]. 牛璐莹. 吉林大学. 2012
[5]. ~（192）Ir源空间剂量分布及辐射防护的蒙特卡罗模拟[D]. 赵帅. 吉林大学. 2009
[6]. 中子刀治疗系统的软件研制[D]. 缪洪波. 浙江大学. 2003