質子束流蒙特卡羅模型的建立及對脊形濾波器的探究

康月航，盛尹祥子，趙靜芳，章青

1.上海市質子重離子醫院放射物理科，上海201321；2.上海質子重離子放射治療工程技術研究中心，上海201321；3.復旦大學附屬腫瘤醫院放療科，上海200032；4.上海市質子重離子醫院放射腫瘤科，上海201321

前 言

放射治療是惡性腫瘤綜合治療的主要治療手段之一，在惡性腫瘤的治療過程中約60%的患者需接受放射治療。放射治療的宗旨是在正常組織保護的前提下給予腫瘤最大的殺傷。目前臨床多采用光子治療，已有的臨床研究證實腫瘤的局部控制和劑量密切相關［1-4］，但由于靶區周圍危及器官的限制，導致靶區劑量無法提高，從而影響療效。與傳統光子放射治療相比，質子由于存在特殊的布拉格峰［5-6］，具有精準、低毒的優勢，可有效地降低靶區周圍正常組織劑量，從而為臨床靶區劑量提高提供可能。目前，質子治療已被運用于臨床，并顯示了一定的療效［7-10］。

但目前常采用筆形束掃描技術的質子束流，橫向上通過一個個小的筆形束掃描靶區；縱向上，靶區被逐層分割，通過改變束流能量達到劑量與靶區適形［11-13］。由于低能質子束流的布拉格峰很銳利，如48.1 MeV 質子的束流末端最大劑量的80%到束流末端最大劑量的20%的寬度（D80-D20）僅為0.41 mm，臨床治療時需使用多個能量層疊加以保證靶區劑量均勻［14］。考慮到同步加速器一般需要4～6 s 完成一層能量切換，如臨床上治療乳腺癌約使用50層能量，總的能量切換所需時間超過4 min，是臨床治療過程中占用束流時間的主要因素。……