基于蒙特卡罗剂量计算模型的Leksell 4C伽马刀单源高分辨率高精度剂量学特性

摘要

目的 建立蒙特卡罗剂量计算模型,模拟计算Leksell 4C伽马刀单源高分辨率剂量分布.方法 搭建基于MPI环境的蒙特卡罗程序MCNPX并行计算平台,使用环形探测器和经过事先验证的2种降方差技术(源出射方向偏倚采样和部分结构内终止电子跟踪)模拟计算Leksell 4C伽马刀单源高分辨率高精度剂量场分布数据.比较不同光子和电子截止能量设置对模拟计算结果准确性的影响.结果 模拟计算得到的Leksell 4C伽马刀单源剂量场分布数据空间分辨率更高,径向分辨率为0.1 mm,统计误差<1％,模拟计算用时约24 h.对于直径为4、8、14、18 mm的准直器,其焦平面Profile半影宽度和单侧半高宽分别为1.0、1.1、1.2、1.3 mm和2.2、4.3、7.3、9.3 mm.光子的截止能量分别为1 keV和10 keV时模拟计算结果与既往研究符合的较好,但电子的截止能量分别为1 keV和521 keV时模拟计算结果与既往研究符合的较差.结论 基于MPI环境的蒙特卡罗程序MCNPX并行计算平台能在可接受的计算时间内获得高分辨率高精度的剂量场分布数据.在模拟时需谨慎设定光子和电子的截止能量.