1、精確放射治療(精確放療)是腫瘤治療的三大手段之一，治療計(jì)劃系統(tǒng)(Treatment Planning System，簡(jiǎn)稱TPS)是供放療醫(yī)生和放療物理師設(shè)計(jì)治療方案并對(duì)治療方案的效果進(jìn)行事前驗(yàn)證的軟件系統(tǒng)。劑量計(jì)算是放射治療計(jì)劃系統(tǒng)的核心功能之一，本論文工作基于精確放射治療計(jì)劃及質(zhì)量保證系統(tǒng)ARTS，對(duì)臨床常用的筆形束劑量計(jì)算方法所涉及的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了深入研究，并發(fā)展了相應(yīng)計(jì)算方法與計(jì)算模塊。創(chuàng)新性研究?jī)?nèi)容主要包括研究蒙特卡羅(

2、蒙卡)筆形束核的獲取方法、發(fā)展基于蒙卡筆形束核的光子劑量計(jì)算方法--蒙卡有限筆形束光子劑量計(jì)算方法，以及探討過(guò)渡層厚度對(duì)基于分區(qū)的混合劑量計(jì)算方法的影響--為了下一步研究蒙卡有限筆形束光子劑量計(jì)算與蒙卡的混合劑量計(jì)算方法做準(zhǔn)備。 在蒙卡有限筆形束光子劑量計(jì)算中，筆形束核的獲取是其關(guān)鍵問(wèn)題之一。本工作在對(duì)現(xiàn)有筆形束劑量計(jì)算方法進(jìn)行了調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出了一種新的筆形束核模型：包含了加速器能譜信息的蒙卡模擬的筆形束核，并根據(jù)空間對(duì)稱性

3、，提取部分模擬結(jié)果的劑量數(shù)據(jù)作為筆形束核的數(shù)據(jù)庫(kù)，大大減少了筆形束的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量。 在上述新的筆形束核模型的基礎(chǔ)上，本工作提出了基于蒙卡模擬的筆形束核的蒙卡有限筆形束光子劑量計(jì)算方法，并編程實(shí)現(xiàn)。經(jīng)測(cè)試表明，其滿足臨床對(duì)劑量計(jì)算的要求，為臨床TPS提供了一種快速且精度較高的光子劑量計(jì)算工具。 在以上的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討了過(guò)渡層厚度對(duì)區(qū)域蒙特卡羅劑量計(jì)算方法的影響，給出了過(guò)渡層厚度與計(jì)算精度和計(jì)算速度的關(guān)系，為分區(qū)混合算法提