医用直线加速器不同靶材料对X射线能谱的影响研究

摘要

目的:研究无均整过滤器(FFF)模式下不同靶材料对加速器能谱结构的影响,以及该模式下是否有必要切换靶材料以满足不同的临床治疗需求。方法:以基于蒙特卡罗算法(统计试验法)的EGSnrc程序用于电离辐射传输模拟,使用BEAMnrc建立VarianTrueBeam系列加速器机头结构,并设置不同材料和不同厚度的靶,使用BEAMdp调用其计算生成的相空间文件进行能谱与能量注量的结果分析比较。结果:在靶材料中厚度为0.2 cm的金靶在能谱结构表现较钽靶、钨靶更为优异,高原子序数材料光子能量注量差异不大,低原子序数材料铜靶在能谱与能量注量都不能满足使用要求。金靶在<2 cm厚度时具有很高的电子污染,低能光子份额高达20%,非平坦度高于80%,但较薄材料具有更高的能量份额与更低的热量损失,在常规模式较为适用。结论:FFF模式较常规模式提高了射野范围内光子的产生效率,高原子序数材料更适合作为靶材料,在常规模式切换到FFF模式时可以考虑同时切换靶材料以提高轫致辐射产生效率。