本文描述了輻射與生物體相互作用的宏觀量和微觀量之間的聯系,介紹了從微劑量學到納米劑量學的發展趨勢和最新成果,以及測量、計算其中的微觀物理量的方法;探討了微劑量學和納米劑量學與輻射生物學之間的關系,以及它們在輻射防護和放射治療等應用中存在的問題和未來進一步發展的方向。
【摘要】蒙特卡羅劑量計算法一直被公認為是最精確的輻射輸運計算工具，因此很早就成為模擬輻射治療粒子輸運的重要方法之一。但真正能應用于腫瘤放射治療臨床工作的基于蒙特卡羅算法的放射治療計劃系統的推出卻經歷了一個漫長的時間過程，目前仍在進一步開發和優化中。現就通用蒙特卡羅應用程序的發展歷史，介紹基于蒙特卡羅算法的放射治療計劃系統的研究基礎;描述放射治療過程中完整的輻射輸運的組成部分；總結此類系統的優勢、研發難點和特有的限制條件；介紹能使蒙特卡羅算法應用于臨床的主要途徑；并指出仍需要努力研究從而充分發揮其潛力的領域。
目的 在6種不同商用放射治療計劃系統（TPS）間傳遞一組患者數據，比較計算出的感興趣區域（ROI）體積值，研究分析傳遞導致的變化趨勢和程度。 方法 2010年10月－2013年12月，將四川大學華西醫院臨床治療的10例鼻咽癌患者數據，從Monaco TPS導入各計劃系統，分別讀取各個ROI的體積值，按照體積大小分為8組。分組計算相對于Monaco TPS的體積差異，進行統計分析。 結果 對于小體積的ROI，不同TPS中計算得到的體積值差異可達65% ；整體是ROI的體積越大相對差異越小。但對于每一個單個的ROI，其體積值的差異變化似乎是隨機的。Raystation TPS中70%、Pinnacle TPS中38.75%、Eclipse TPS中88.75%、Masterplan TPS中97.5%、iPlan TPS中83.13%的ROI體積比Monaco TPS中的值小。 結論 采用醫學數字成像和通信協議傳輸ROI體積在不同系統中不同計算值的現象是普遍存在的。在兩個不同系統間進行直接的劑量體積直方圖比較之前，應該先評估ROI體積的一致性。
相較于以往將靶區作為單獨區域進行自動分割的神經網絡，本文提出了一種利用靶區周圍器官的位置及形狀信息來限定靶區形狀及位置，并通過多個網絡的疊加融合空間位置信息，從而提高醫學圖像自動分割精度的堆疊式神經網絡。本文以格蕾絲眼病為例，基于全卷積神經網絡構建了堆疊式神經網絡，對其左右兩側放療靶區分別進行分割。以醫生手動勾畫結果為標準，計算體積戴斯相似系數（DSC）和雙向豪斯多夫距離（HD）。相較于全卷積神經網絡，堆疊式神經網絡勾畫結果可以使左右兩側體積 DSC 分別提高 1.7% 和 3.4%，同時左右兩側的雙向 HD 距離分別下降 0.6。結果表明，堆疊式神經網絡在提升自動分割結果與手動勾畫靶區重合度的同時，減小了小區域靶區的分割誤差，進一步說明堆疊式神經網絡能有效地提高格蕾絲眼病放療靶區的自動勾畫精度。
【摘要】 目的 分析重力因素對二維探測器陣列驗證靜態調強計劃的影響，判斷機架角度歸為0°的測量方法是否安全可靠。 方法 在0°機架角和實際治療機架角分別測量靜態調強計劃的劑量分布，以3 mm范圍內偏差lt;3%(3% 3 mm)標準進行γ分析，獲得相對于參考劑量分布的通過率，分析通過率變化規律。分析兩種方法測量的等中心點絕對劑量的差異。 結果 通過率的變化呈隨機分布，96.9%的照射野偏差lt;2.5%。所有計劃的85.7%絕對劑量偏差lt;2%，最大偏差為4.75%。 結論 使用二維探測器陣列在0°角進行調強計劃的日常驗證是安全可靠的。【Abstract】 Objective To analyze impacts of gravity on the verification of IMRT plans with 2-Dimensional detector arrays and to evaluate the reliability of the measurements in vertical direction (gantry angle=0). Methods The dose distributions for each beam in IMRT plans were measured with 0 degree gantry angle and actual gantry angle respectively. The γ percentage pass rate (according to 3% 3 mm) for each beam under each angle condition was obtained by the comparison between the measured dose distribution and the calculated dose map from the treatment planning system which was treated as the reference distribution. Then the absolute dose at the isocenter for each plan was measured at each angle condition and was analyzed. Results The variations of γ percentage pass rates between the two types of measurements were randomly distributed, and the deviations for 96.9% beams were less than±2.5%. The differences between absolute doses for 85.7% beams were less than±2% and the biggest deviation was -4.75%. Conclusion Verification of IMRT plans for the radiotherapy quality assurance using 2-Dimensional detector arrays in 0 degree gantry angle is safe and reliable.