蒙特卡罗模拟在医用加速器治疗头设计中的作用

摘要

一般医用加速器治疗头指的是电子由加速管射出后需要经过的各个组成部分的总称.这些组成单元的材料、形状、尺寸和几何位置在很大程度上决定了治疗射线的剂量学特性,如能谱、深度剂量分布、平坦度、对称性等等.所以医用加速器头的设计除了考虑机械和电子控制部分之外,还必须合理地设计各个组成部分的物理特性,使治疗射线的空间分布、能谱分布和角分布能够满足临床治疗的要求.在计算机技术高度发展的今天,这方面的设计完全可以借助于蒙特卡罗模拟来实现.蒙特卡罗模拟是现代放疗领域中一个极为强大的研究工具,其中大多数的研究使用的是EGS或基于EGSnrc(包括用户使用界面BEAM)的应用程序.本文以西门子Primus加速器为例,利用BEAMnrc程序,分别介绍了低能(6MV)和高能(23MV)电子束经过靶介质、平坦滤波器、一级准直器及二级准直器等部分的输运过程,比较了不同设计的轫致辐射靶及平坦滤波器对出射治疗射线性质的影响.