基于磁场调制的质子放疗新方法及其调制机制

• 作者: 张旭东 汤晓斌 耿长冉 舒迪韵 艾遥 邵文成 郁海燕 龚春慧
• 来源期刊: 强激光与粒子束
• 学科: 物理学
• 关键词: 蒙特卡罗方法 粒子输运 Geant4 质子放疗 磁场调制 布拉格峰 器官保护
• 年，卷（期）: 2017,（12）
• 所属期刊栏目: 核科学与工程
• 页码范围: 149-154
• 页数: 6页
• 分类号: O59
• 字数: 3083字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11884/HPLPB201729.170220

摘要

提出一种基于磁场调制的质子放射治疗新方法,探索肿瘤剂量、正常器官剂量与磁场调制方法之间的关联机制,研究磁场调制质子放疗在器官环绕型肿瘤(肿瘤被正常器官环绕或包围)治疗中的应用.基于蒙特卡罗粒子输运程序Geant4,分别建立了理想器官环绕结构(由若干平行六面体结构组成)和含胰腺肿瘤人体腹部解剖结构两种几何构型.分别对两种几何构型内部施加磁场,通过改变磁场强度和方向,调制质子束布拉格峰几何位置,利用质子径迹的磁致偏转效应使质子束绕开正常器官对肿瘤进行照射.对于理想器官环绕型构型,磁场调制质子放疗可在保证95％剂量覆盖肿瘤情况下将受质子照射正常器官体积控制在接近于零的极低水平.对于胰腺肿瘤解剖构型,磁场调制方法可使质子束在调制磁场作用下,绕过脊髓和肾脏照射肿瘤,并使肿瘤被95％剂量较好地覆盖.通过磁场调制,可对质子束布拉格峰几何位置和质子径迹弯曲程度进行调制,绕过正常器官对肿瘤进行照射,从而最大限度地减少正常器官的受照体积和剂量.