醫(yī)用直線加速器入射電子束能量的快速模擬確定

韓俊杰 莊永東 劉小偉

1（廣東省人民醫(yī)院放療科 廣州 510080）

2（中山大學物理學院 廣州 510275）

蒙特卡羅（Monte Carlo，MC）算法能夠模擬內照射源或外照射源的粒子輸運過程，并且緊接著追蹤粒子在感興趣組織內的輸運和能量沉積。蒙特卡羅方法為放射治療中粒子輸運的模擬提供強有力的工具［1］。隨著計算機計算速度的提高和MC代碼的完善，人們利用蒙特卡羅方法針對醫(yī)用直線加速器展開了各種各樣的研究［2-7］。

利用蒙特卡羅方法模擬醫(yī)用直線加速器時，首先向廠家獲取醫(yī)用直線加速器機頭的幾何參數(shù)和材料參數(shù)，而后基于這些參數(shù)，建立醫(yī)用直線加速器的蒙特卡羅模型；模擬時，還需要設置入射電子束的打靶參數(shù)。而入射電子束的打靶參數(shù)是正確建立加速器模型的關鍵，然而確定入射電子束的打靶參數(shù)是一個反復耗時的過程。對于入射電子束打靶參數(shù)的調試，已經有不少報道［8-13］，但是對于調試過程中，如何快速地確定打靶參數(shù)則描述較少。

蒙特卡羅模擬時，需要調試的入射電子束參數(shù)主要包括如下4個：1）入射電子打靶平均能量（Mean Energy，Eav）；2）能 譜 半 高 寬（Energy Spectrum Full width at Half Maximum，F(xiàn)WHM）；3）電子束寬半高寬（Beam Radius，R）；4）電子打靶角度歧離（Angular Divergence，θ）。

其中對于電子束寬R的調試：Varian推薦的電子束分布為半高寬為0.1 cm的高斯分布，Daryoush等［11］通過模擬Varian 、Elekta和Siemens系列共計9種不同的醫(yī)用直線加速器后，推薦入射電子束的徑向分布為高斯分布，其半高寬設置最好接近0.1 cm。而對于電子打靶角度歧離θ：廠家沒有提供推薦值，而Daryoush等［11］、Keall等［12］均認為電子打靶的角度θ設置為0°，即電子束垂直打靶；……