基于蒙特卡罗模拟散射效应和异质性对高剂量率192 Ir近距离治疗剂量分布的影响

Scatter and heterogeneity effects on dose distribution of high dose rate 192Ir brachytherapy by Monte Carlo simulation

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摘要目的:探究散射效应和异质性对高剂量率192Ir近距离治疗剂量分布的影响.方法:用MCNP5蒙特卡罗方法模拟Flexisource HDR 192Ir放射源的TG-43剂量学参数:剂量率常数A、径向剂量函数g(r)、各向异性函数F(r,θ).基于临床分别构建身体围度差异、偏心、浅表三种非完全散射和组织成分差异、肺插植、腔道插植三种异质性的简化模型,分别计算放射源的径向剂量分布,并通过比较各简化模型和标准模型的同点径向剂量的偏差来评价散射效应和异质性对剂量分布的影响.结果:A、g(r)和F(r,θ)模拟值和TPS数据的偏差均小于1％;非完全散射:TPS高估2 cm、5 cm、10 cm处的真实剂量可达约4％、14.8％、16.4％;皮质骨:TPS高估2 cm、5 cm、10 cm处的真实剂量约0.7％、1.14％、10％;肿瘤介质:TPS高估真实剂量平均约1.1％;肺介质:TPS高估0.5 cm～6 cm内的真实剂量平均约1.80％,低估6 cm～15 cm内的真实剂量平均约7.77％;肺插植:半径1 cm肿瘤,TPS高估0.5 cm～8 cm内的真实剂量平均约4％,低估8 cm～15 cm内的真实剂量平均约7.8％;腔道插植:半径为1 mm、4 mm、8 mm腔道,TPS低估真实剂量平均约0.75％、1.30％、2.48％.结论:忽略散射效应和异质性会引入显著的剂量误差.临床治疗时,校正患者真实的剂量分布是必要的.