基于快速散射卷积模型的射野参数优化

【摘要】三维适形放疗(3DCRT)和调强放射治疗(IMRT)为核心技术的放射治疗系统(TPS)临床广泛应用，标志着放疗进入了精确诊断、精确计划、精确治疗的时代。TPS系统要求剂量计算快速而准确，而剂量计算的准确性和高效性依赖于计算模型选取与基本射野参数处理，如何快速有效调整射野参数使得计算模型建立成功，对TPS的临床验收至关重要。论文介绍了光子线外照射剂量计算模型的发展以及计算机技术在剂量计算中重要作用，提出了网络技术对未来计算方式的深刻影响；分析了剂量计算所需的基本参数之间相互联系及其对最终剂量的影响，对百分深度剂量（PDD）、离轴比剂量分布（OAR）、以及总散射因子（St）等基本参数进行数据分析处理。使得符合更为复杂的射野剂量计算，并对这些参数实现了数值计算。基于快速散射卷积模型(FSC)，在TPS的机器管理模块(MDM)中设计开发了射野参数自动优化功能。优化后所建模型的计算结果在水模体中心轴剂量误差在1%以内，80%射野内的剂量误差均在3%以内，肺部体模内与Pinnacle计算结果误差在3%以内。改进了射野的半影参数和透射系数的校正因子，采用黄金分割算法实现自动优化功能，节省了人工调整参数时间。用优化后的射野参选取鼻咽、腹腔、盆腔的病人在TPS中做SlidingWindow方式的动态调强，然后用Mapcheck做QA验证，通过率较原先提高了5%-10%，在3mm距离误差、3%剂量误差，阈值10%的标准条件下作单野Gamma分析验证，通过率均为90%以上，有效地提高了TPS计算的精确性。
【作者】刘胜堂；
【导师】文万信；
【作者基本信息】苏州大学，生物医学工程，2014，硕士
【关键词】剂量计算模型；快速散射卷积；射野剂量学参数；自动优化；

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