基于Geant4的碳离子治疗三维电离室阵列仿真设计

• 作者: 廖峰 贺三军 张双 罗万 刘丽艳 赵修良（通信作者）
• 来源期刊: 原子能科学技术
• 关键词: 碳离子治疗 三维电离室阵列 Geant4 三维剂量验证
• 年，卷（期）: 2023,（2）
• 所属期刊栏目: 技术及应用
• 页码范围: 372-378
• 页数: 6页
• 分类号: TL811
• 语种: 中文
• DOI: 10.7538/yzk.2022.youxian.0236

摘要

为快速准确地实现碳离子治疗计划的三维剂量验证，采用有机玻璃PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)为电离室室壁和水等效模体，设计了一种三维电离室阵列，并通过Geant4软件对三维电离室阵列的结构设计进行了深入研究与验证。首先通过模拟不同能量碳离子束在水和PMMA模体中沉积的剂量分布，计算了PMMA模体的水等效厚度系数；然后研究了三维电离室阵列中电离腔室间的距离及信号导线对其剂量测量准确度的影响；最后模拟并验证了碳离子束在三维电离室阵列中沉积的剂量分布。结果表明：PMMA模体的水等效厚度系数为1.151；相邻电离腔室间的信号串扰主要来源于前侧的电离腔室，且串扰程度与电离腔室间距呈反比，间距为1 mm时串扰程度占电离腔室内剂量的3%，间距为30 mm时串扰影响可完全消除；信号导线对后侧电离腔室内剂量的干扰影响约为1%。将碳离子束在三维电离室阵列中沉积的剂量分布与PMMA模体中的剂量分布进行对比，碳离子束的射程具有良好的一致性，偏差为0.5 mm。