利用蒙特卡洛模拟评估TrueBeam加速器6 MV非均整模式下相空间文件的通用性

摘要

目的探究Varian 6 MV光子束非均整模式(Flattening Filter Free,FFF)下相空间文件(Phase Space File,PSF)对同类加速器的通用性。方法基于我院的Varian Edge加速器头中的组件参数,利用EGSnrc/BEAMnrc分别模拟了完整的加速器头模型(完整FFF模型)和使用Varian提供的6 MV FFF模式PSF输入源的部分加速器头模型(部分FFF模型),使用EGSnrc/DOSXYZnrc模拟两种模型条件下水模体中的剂量分布,得到百分深度剂量(PercentageDoseDepth,PDD)和横向剂量离轴比(Off Axis Ratio,OAR),并与测量数据进行比较,同时对在射野大小10 cm×10 cm下二者在离开加速器头后获得的PSF进行能谱和能量注量的分析。结果Varian提供的6 MV FFF的PSF存在对入射能量和离轴平均能量的低估倾向,从而使其PDD相对测量数据偏低,在OAR跌落区存在较大的偏差。完整FFF模型和部分FFF模型之间存在差异。通过比较两个模型的PDD和OAR数据,发现部分FFF模型的结果略差于完整FFF模型。此外,能谱分析也表明,部分FFF模型的较低入射电子能量会对低能光子占比和离轴平均能量产生影响。结论本研究使用蒙特卡洛软件对利用Varian提供的TrueBeam的6 MV FFF的PSF构建部分FFF模型和完整FFF模型进行模拟,得到的不同射野下水模体的三维剂量分布,结果表明,采用PSF构建的模型存在PDD偏低、OAR偏差大、离轴平均能量低估等问题,建议采用该PSF时,应与实际的水箱测量数据进行对比验证,同时采取具体的措施降低不确定度,若差异较大时,应构建完整的加速器机头模拟参数以适应不同的研究内容。