Метод быстрого расчета доз для дистанционной нейтронной терапии опухолей головного мозга

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Медицина


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

МЕТОД БЫСТРОГО РАСЧЕТА ДОЗ ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ НЕЙТРОННОЙ ТЕРАПИИ ОПУХОЛЕЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА
В.В. Федоров
Медицинский радиологический научный центр РАМН, Обнинск E-mail: paralaksiamrrc. obninsk. ru
Annotation
A method for fast dose calculation in treatment planning systems for neutron beam therapy is proposed. The method supposes prior calculations of fluxes for fixed cell sequences and neutron sources by means of MCNP program and routine comparing results of these calculations with cell sequences in 3D model of a real patient.
Методы расчета доз в системах планирования для дистанционной нейтронной терапии представляют собой различные модификации программы MCNP, основой которой является метод Монте-Карло. При всех его достоинствах главным недостатком метода Монте-Карло является слишком длительное время расчетов. Поиск квазиоптимального плана нейтронной терапии требует расчетов для различных условий облучения. Очевидна необходимость разработки быстрых методов расчета доз. Предлагается метод, требующий использование MCNP только при настройке системы планирования, время же рутинного расчет плана облучения будет измеряться секундами.
Системы планирования предполагают наличие модели источника нейтронов и модели пациента. Обычно имеется несколько вариантов источника нейтронов, отличающихся в основном размерами апертуры коллиматора. Для модели пациента в MCNP удобно использовать трехмерную решетку, которая строится по набору срезов, получаемых с помощью компьютерного томографа. Размер ячейки решетки определяется расстоянием между срезами. Поскольку на глубине & gt-15 см доза от нейтронов незначительна, можно считать, что при нейтронной терапии опухолей мозга пучок нейтронов проходит через последовательность слоев кожа-череп-мозг. Толщина каждого из этих слоев в модели пациента определяется соответствующим количеством ячеек решетки при расположении пучка перпендикулярно граням ячеек. Тогда все многообразие моделей пациентов ограничивается фиксированным множеством, образованном несколькими десятками возможных последовательностей ячеек кожа-череп-мозг.
На предварительном этапе с помощью программы MCNP выполняются расчеты потока нейтронов через ячейки фантома, заполненного веществом мозга. В центральной части фантома размещаются фиксированные последовательности ячеек кожа-череп-мозг. Расчеты на фантоме производятся для каждой из возможных конфигураций источника нейтронов. Результаты расчетов для каждой из возможных последовательностей ячеек кожа-череп-мозг запоминаются.
Для получения плана облучения необходимо построить модель пациента, преобразовать ее так, чтобы выполнялось условие перпендикулярности пучка ячейкам, определить последовательности ячеек модели, пересекаемые пучком, и для каждой из них выбрать соответствующую из предварительно рассчитанных последовательностей. Для перехода от потоков нейтронов к дозам используются керма-факторы для веществ кожи, черепа и мозга. Предусмотрена возможность расчета дозы от В10.
Средняя относительная погрешность предлагаемого метода оценивается в ~ 5% от расчетов с помощью программы MCNP.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой