Monte Carlo方法在放射治疗计划剂量计算中的应用

为了在放射治疗计划系统中的临床应用,探讨Monte Carlo剂量计算方法。应用已经建立Monte Carlo虚拟源模型,针对一例食道肿瘤病例,完成该食道癌患者放射治疗计划各个射野的剂量计算,并进行了计划设计。研究发现,高剂量区与计划靶区(PTV)保持了很好的适形,关键器官的照射量很小,得到了很好的保护。结果表明,用Monte Carlo虚拟源剂量计算模型生成的剂量分布符合临床放射治疗的实施原则,治疗计划靶区得到了高剂量照射,危险器官受照剂量远低于耐受剂量。由于该模型的精确性,完全可以替代现有的解析型剂量计算模型。     

放射治疗剂量分布的Monte Carlo模拟

利用Monte Carlo方法模拟放射治疗剂量分布,改写现有的放射治疗软件DPM,并进行剂量计算。与图形处理方便的Matlab软件相结合,给出直观的显示结果。该方法是一个很有前景的研究方向,因为它既可以获得很快的仿真速度,又能得到直观的仿真结果图形。运行结果表明剂量计算能在1min之内完成,计算速度和精度满足要求。该方法对于提高放射治疗水平具有重要的指导意义和应用价值。     

60Co远程治疗机剂量场分布的Monte Carlo计算

基于60Co放射源的远程治疗机是常用的放疗设备。对治疗机的靶区做精确的剂量计算有助于确保放疗质量。传统的半经验解析方法在计算上适用范围小,几何模型稍显复杂之后就难以得到理想的结果。本文使用Monte Carlo方法,借助于EG S4软件包计算了不同射野下60Co远程治疗机在水膜体中的三维剂量场分布。为了提高抽样效率,对源粒子的运动方向采用了解析方法确定。将得到的计算结果与用RTS-200S自动扫描水箱测量的离轴剂量和中心轴深度剂量比较,二者符合得很好。     

含肿瘤BNCT网格模型的Monte Carlo剂量计算

根据Snyder解析模型建立了一个含有肿瘤的BNCT(硼中子俘获治疗)-4 mm网格模型,应用MCNP(Monte Carlo N-particle)程序进行模拟计算,并对结果进行了物理分析;使用新研制的MCDB(Monte Carlodosimetry in brain)程序对Snyder加肿瘤模型进行了模拟,得到和MCNP程序几乎完全一致的结果,验证了MCDB程序的正确性,由于MCDB采用了适合均匀网格的快速粒子径迹算法,因而提高了计算速度,较MCNP节省了36%的模拟时间。     

区间数多属性决策的Monte Carlo方法

定义了新的方案比较的可能度.对于属性值以区间数形式给出的区间型多属性决策问题,提出了一种新的决策方法.该方法无需计算方案综合评价值的概率分布,只要已知各方案各属性值的概率分布即可对区间数进行比较和排序,具有简洁、直观、易于计算的特点.最后通过假定方案各属性值服从均匀分布的实例对方法的有效性和实用性进行了说明.     

Monte Carlo法确定125I近距离放射治疗源剂量计算参数

为研究IS12501型125I近距离治疗源的剂量分布特点,依据AAPMTG43U1推荐的剂量计算公式,针对IS12501型125I近距离治疗源,用MonteCarlo方法计算剂量率常数,结果为0.959cGy·h-1·U-1,与TG43U1推荐的值相差2.02%。在0.1~10.0cm范围内计算径向剂量函数,与TG43U1符合较好。计算并补充了各向异性函数的相关数值。在二维平面上给出10cm×10cm的剂量分布。对径向剂量函数和各向异性函数进行拟合,得到实用性较强的经验公式。     

复杂系统寿命计算的Monte Carlo实现

本文对某复杂系统的平均寿命,用Monte Carlo法进行了模拟计算,给出了数字例.     

15MV电子加速器机头感生放射性的Monte Carlo计算

加速器停机后的感生放射性是工作人员所受内外照射的首要来源。Monte Carlo模拟计算是进行感生放射性预测分析的重要方法之一。该文应用Monte Carlo软件FLUKA对同方威视技术股份有限公司一台15MV电子加速器的机头屏蔽结构进行了模拟。给出了2个测点的吸收剂量率和周围剂量当量率随冷却时间的变化曲线及其与实验测量结果的对比,并给出了各个区域放射性核素产额随时间的变化。模拟计算与实验测量的结果在量级和衰减趋势上吻合。该文提供了一种通过Monte Carlo模拟预测感生放射性问题的方法,也可应用于其他高能粒子加速器的活化分析。     

球隙模型的经典Monte Carlo模拟

采用Monte Carlo方法,对导体球隙的表面电荷进行了数值模拟,得到了高对称轴和对称面上的电场分布。     

快中子发生器屏蔽的Monte－Carlo估计

本文介绍的是一个在微机上实现的计算快中子屏蔽的Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ程序．采用历次飞行法对结果进行统计估计，对中子发生器周围的屏蔽作了简单模拟，结果表明采用的物理模型是正确的．该程序改进后也可用于多次散射的计算，或模拟其他中子源的屏蔽，故有一定的实用价值．     

一种电子输运的矢量化Monte Carlo模拟方法

给出了一种采用SSE（Streaming SIMD Extensions)技术实现矢量化模拟电子在人体组织中输运的蒙特卡罗方法，并对一个计算放疗剂量分布的蒙卡特罗代码DPM进行了实施，将DPM模拟电子的方式由原来的一个个顺序模拟改为一次模拟4个电子，这4个电子进行同一个动作时，这部分程序可借助于SSE指令实现并行处理。计算结果显示，在不增加任何硬件成本的情况下，可以提高计算电子剂量分布的速度1．8倍左右。     

体素模型在Monte Carlo模拟计算中的描述

体素模型与Monte Carlo模拟计算方法相结合已开始应用于辐射防护的研究中.然而,通常的模拟计算需要很长的时间,这限制了体素模型的广泛应用.该文对模拟计算中体素模型的描述进行研究,实现了把三维体素合并算法用在MCNP(Monte Carlo N-particle)程序描述体素模型的方法.结果表明,使用该方法描述体素模型,粒子输运过程要比传统的方法快32%,但是对粒子在组织器官中沉积能量的纪录需要更多时间.     

光子空气散射基准问题的Monte Carlo模拟

用并行化的MCNP(Monte Carlo N-particle)程序模拟了美国堪萨斯州立大学1977的光子散射实验基准问题。针对不加顶盖屏蔽层的情况,对问题的几何和材料进行了详细的描述,模拟了地面、水泥柱壳屏蔽体和小车的散射。由于问题并不是完全轴对称的,因而采用的是点探测器估计,用100个处理器模拟了1亿个样本,给出了计算结果和实验值的对比,模拟结果和试验结果存在一些差别,但趋势相同。同时,用指向概率法的MCCO程序与MCNP进行了比较。模拟中还考虑了加重要性和不加重要性对计算效率的影响。     

Monte Carlo方法用于就地γ辐射源项调查与剂量评估

基于Monte Carlo通用软件EGS4,开发了用于就地γ辐射源项调查与剂量评估目的的Monte Carlo应用程序Sterm-MC。该软件运行于Windows 98操作系统,具有图形化用户界面,主要由探测器特性数据库、源描述模块、几何描述模块、谱模拟分析、源项与剂量估算等模块组成。它可以对高纯锗(HPGe)、碲锌镉(CdZnTe)两种半导体探测器提供多种源、几何条件下的无源效率刻度;同时依据无源效率刻度数据,进行辐射源项反算与剂量估算。结合物理实验对Sterm-MC进行验证后,该软件已在中国某核电站检修期间的职业照射源项调查中得到了应用,所验证的探测器包括N型、P型两种同轴型高纯锗探测器和碲锌镉探测器。     

种蒙特卡罗方法的改进方案简

用快速高效的方法产生高质量的随机数是蒙特卡罗方法应用的关键并直接影响其时间复杂度。通过建立零驱动估计、单驱动估计两种新模型及优化梅森旋转算法,对随机数生成方法进行了改进。基于圆周率估算的仿真检测结果表明：新建立的两种模型在获取高精度的同时,分别使仿真时间缩短了80．1％和40．3％;改进后的梅森旋转算法使时间复杂度下降了91．1％。对蒙特卡罗方法在实际应用中兼顾精度和效率的研究有一定意义。