一、重离子束用于肿瘤放射治疗的基础理论（论文文献综述）
张曦,张绍刚,王坤[1]（2021）在《IAEA TRS-398临床剂量学应用》文中进行了进一步梳理为降低临床放射治疗剂量测量的不确定度,讨论并对比了直接测量处方剂量:水吸收剂量的方法TRS-398报告应用于临床的优势。通过介绍在不同种类射线下直接测量水吸收剂量的条件与方法,汇总目前基于TRS-398报告测量方法的部分实验数据,结果表明:TRS-398报告方法测量剂量与277报告方法测量剂量在允许测量不确定度以内一致,表明398报告方法测量结果可靠,且满足临床剂量输出不确定度5%（k=1）以内的要求。这一结果为更新临床放射治疗剂量输出测量的方法提供理论依据。
杨璟喆,李君利,邱睿,衣宏昌,武祯[2]（2021）在《碳离子放射治疗微剂量测量研究》文中研究说明目的测量碳离子束的微剂量谱并计算其相对生物学效应（RBE）分布, 为放射治疗微剂量研究提供参考。方法使用绝缘体上硅（SOI）微剂量计对兰州重离子加速器国家实验室提供的260 MeV/u的12C离子束流进行微剂量谱测量, 测量所得的脉冲幅度谱经转化得到剂量分布, 通过摆放不同厚度聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的组合, 实现不同PMMA深度微剂量谱及RBE值的测量。结果测量得到不同PMMA深度下260 MeV/u的12C离子束的微剂量谱, 以及剂量线能yD与RBE随PMMA深度的变化关系。PMMA深度为116.5 mm处, RBE值达到2.6的峰值, 并在布拉格峰位后迅速下降, 但在拖尾处RBE值仍有1.3约为坪区入口处的2倍。结论本文为碳离子束微剂量谱提供基础数据, 12C离子束的RBE值随着PMMA深度增加逐渐上升并达到峰值, 布拉格峰位后迅速下降但在拖尾处的生物效应不可忽略。同时体现了不同线能区间处的导致的剂量份额, 为评估重离子治疗中继发癌症的风险提供参考。
钱海新,李杰,Michael F.Moyers,沈庄明,陈宏亮,林子楠[3]（2021）在《质子重离子放射治疗管理系统的设计应用》文中研究指明目前,治疗恶性肿瘤主要依赖于手术、化疗、放疗等手段,但放射治疗设备及其配套系统在标准化与个性化方面仍存在一定问题,导致其在国内的应用普及受到一定影响。本文针对我院引进的放疗设备,设计开发了质子重离子放射治疗流程管理系统,阐述了系统开发的目的、硬件和软件平台以及主要功能,总结了系统应用的优势,以期为国内医院放疗设备应用系统的普及提供参考。
杨静芬,张晖,刘新国,戴中颖,陈卫强,李强[4]（2021）在《基于LNDM模型的碳离子束混合辐射场相同剂量平均LET下关键纳剂量学指标及RBE分析》文中提出纳剂量学量正在成为新的表征辐射品质的量,也是用于精确计算相对生物学效应（RBE）的基础数据。具有相同剂量平均传能线密度（LET）离子束混合辐射场导致的生物学效应也未必相同。为研究关键纳剂量学指标[电离簇尺寸NICS≥1的条件概率密度分布的一阶矩(M1C1)、NICS≥2的条件概率密度分布的一阶矩(M1C2)、NICS≥2的累计概率(F2C1)和NICS≥3的累计概率(F3C2)]以及RBE在相同剂量平均LET混合辐射场中的分布,在蒙特卡罗（Monte Carlo,MC）模拟的基础上,结合单能离子束关键纳剂量学指标数据集,计算得到了不同能量碳离子束在不同贯穿深度处相同剂量平均LET混合辐射场中的M1C1、M1C2、F2C1、F3C2及RBE值。计算结果显示:在相同剂量平均LET混合辐射场中,不同能量碳离子束的F3C2没有发生显着变化,而M1C1、M1C2和F2C1变化显着,且随能量的增大而减小,并且随剂量平均LET的增加,M1C1、M1C2和F2C1变化差异逐渐变大。正是由于M1C1、M1C2、F2C1和F3C2的不同,在相同剂量平均LET混合辐射场中基于纳剂量学模型计算得到的RBE值也显着不同。这些结果表明,剂量平均LET并不能很好地用于描述离子束混合辐射场的品质,而关键纳剂量学指标则有望成为表征离子束混合辐射场品质的量。
袁于飞,袁海博,高静一[5]（2021）在《重离子束：打败癌细胞的新一代“杀手”》文中提出编者按近日，国家原子能机构联合科技部、公安部、生态环境部、交通运输部、国家卫生健康委、国家医疗保障局、国家药品监督管理局7部门在京发布《医用同位素中长期发展规划（2021-2035年）》，这是我国首个针对核技术在医疗卫生应用领域发布的政策性文件。去年以来，?
祁英,孟万斌,潘鑫,张梦灵,朱芳芳,张福元[6]（2021）在《国产碳离子治疗系统标准化质量管理体系的建设》文中进行了进一步梳理为了优化当前国产医用重离子加速器的质量管理模式,本文试图根据实际情况及现有条件探索建立适合国产碳离子放射治疗系统的标准化质量管理方法和体系,进一步为国产重离子加速器使用者及管理者提供参考信息,推动重离子事业进一步向前发展。
胡奇胜,杨军[7]（2021）在《质子重离子加速器治疗中感生放射性的测量与防护》文中认为质子重离子治疗是当前国际公认最具优势的肿瘤放射治疗技术。由于质子重离子束能量较高,在束流损失能量过程中产生的次级中子使周围物质活化,从而产生感生放射性,可对工作人员和患者的健康带来威胁,因此需要重视与之相关的辐射防护。本文探讨质子重离子加速器治疗过程中感生放射性的产生原因与分布,通过蒙特卡罗模拟和测量得到次级中子的能量分布和辐射剂量,对终止照射后随时间变化的感生放射性剂量进行测量,并探讨有效的防护措施,为安全有效地进行质子重离子治疗提供保障。
卫艳婷[8]（2021）在《碳离子辐射与模拟微重力效应对血管内皮细胞损伤及其机理研究》文中进行了进一步梳理目的:随着载人航天事业的快速发展以及空间站的建成,人类对宇宙的探索也在不断深入,航天员在宇宙空间滞留的时间因此大幅度延长,而空间环境的特殊性是影响人类在太空长期停留的最重要因素。在空间诸多环境因素中,空间辐射和微重力被认为是影响航天员健康安全的主要和不可避免的两大危险因素,尤其是高能重离子辐射。研究重离子辐射和微重力对心血管系统的影响及相关分子机理,可了解空间飞行对心血管的健康风险,对研发有效的应对措施有重要的意义。本论文拟研究高能低剂量碳离子辐射对血管内皮细胞的损伤效应,研究模拟微重力对血管内皮细胞的影响,研究模拟微重力效应对碳离子辐射损伤作用影响。并从基因表达水平探讨碳离子和微重力单独或联合作用诱导血管内皮细胞损伤和功能紊乱的机制。其结果将为重离子辐射致血管内皮细胞损伤的分子基础提供新见解,对宇宙空间活动中人员的心血管系统风险评估有重要意义。材料与方法:以人脐静脉内皮细胞（Ea.hy926）为研究模型,用细胞回转仪旋转培养细胞来模拟微重力效应。Ea.hy926细胞分别接受碳离子辐照、模拟微重力处理以及碳离子辐照+模拟微重力联合处理,用CCK-8法检测Ea.hy926细胞存活,用流式细胞仪检验细胞周期和DNA损伤,用Matrigel胶模拟细胞外基质对细胞的粘附作用检测Ea.hy926细胞的粘附能力,通过细胞划痕实验来观察细胞迁移能力,采用Matrigel胶模拟细胞外基质观察Ea.hy926细胞管样结构的形成情况,通过转录组学测序比较分析不同处理方式的基因表达谱,并分析这些基因的功能。结果:碳离子辐射剂量依赖性的降低了Ea.hy926细胞存活,诱导S期阻滞,DNA发生明显损伤,细胞粘附能力和迁移能力有所下降,而成管能力有所提高。模拟微重力对细胞活力的影响与旋转培养时间有关,在0.5 h-24 h范围内,细胞活力随时间的延长而增加,但均低于对照组;旋转培养0.5 h使细胞粘附能力下降,而迁移能力显着增加,管状结构形成能力也有所增加。与未处理组相比,碳离子辐照和模拟微重力联合作用使细胞的存活率降低,产生严重的S期阻滞,诱导DNA损伤,细胞粘附能力降低,迁移、成管能力有所提高;与辐照组相比,碳离子辐射和模拟微重力联合作用使Ea.hy926细胞的存活略有下降;细胞周期分布没有明显区别,粘附能力、迁移能力和成管能力也比单独辐照组略低一些。组学数据分析结果表明,碳离子辐射或模拟微重力效应处理使多种基因表达水平发生显着变化,二者联合作用也诱导了Ea.hy926细胞多种基因表达水平发生显着变化,但三种处理条件下差异表达的基因有明显不同。结论:碳离子辐射和模拟微重力效应均可引起Ea.hy926细胞功能紊乱,模拟微重力效应对碳离子辐射引起的Ea.hy926细胞功能紊乱有一定的影响,碳离子辐射和模拟微重力效应单独或联合作用诱导了Ea.hy926细胞不同的分子反应,碳离子辐射和微重力两因素之间存在交互作用。
李玥[9]（2021）在《基于蒙特卡罗算法的医用重离子加速器束流配送系统和治疗计划的研究》文中认为重离子治疗肿瘤因其优越的深度剂量分布和高的相对生物学效应特性,使其成为当今国际上最先进、最科学和最有效的放疗手段。尽管快速发展的放疗技术减少了放疗的不确定性,但是粒子治疗中由于摆位误差、射程转换、入射粒子误差等因素仍然存在着很多的不确定性,研究并克服这些不确定性可以提供更精确的治疗。本文对粒子治疗的物理和生物过程和不确定性的主要影响因素进行了调研和分析,发现治疗计划系统和剂量配送中的不确定性对整个临床结果的影响最大。此外,点扫描的束流配送系统由于其自身的特殊性,使其对这些不确定性尤为敏感。基于此,本文利用FLUKA蒙特卡洛代码建立了HIMM的主动式束流扫描头模型,开展了医用重离子加速器束流配送系统和治疗计划关键问题的模拟和优化研究。（1）研究束流配送系统的不确定性对射野区束流均匀性和半影的影响。首先,利用FLUKA蒙特卡罗代码和实验分别对190 Me V/u和260 Me V/u碳离子束的百分深度剂量曲线和布拉格峰位置的横向剂量分布进行了模拟计算和测量。考虑到低剂量束流包络对碳离子笔形束空间剂量分布的贡献,本论文使用不同的笔形束模型对不同深度碳离子束的横向剂量分布进行了模拟。同时模拟计算了束流配送系统存在点剂量精度误差和点位置误差时放疗靶区的剂量均匀性和半影。结果表明,FLUKA的模拟结果和测量结果具有很好的一致性。二重高斯-逻辑斯蒂模型可以更好地模拟笔形束的空间分布,其对射野区点剂量精度误差和点位置误差相比于二重高斯模型更加敏感。（2）采用mat RAD软件开展了头部肿瘤重离子放疗计划系统的模拟优化研究。本文利用建立好的主动式扫描治疗头的基础物理数据,将其植入开源治疗计划系统软件mat RAD中,对生物学模型、束斑间距、摆位等因素对治疗计划的影响进行了分析。结果表明,两种不同的生物学效应模型计算得到的剂量分布差异不大。当束斑间距小于5 mm时治疗计划的适形指数和靶区剂量分布的均匀性优于5 mm的束斑尺寸。而当病人的摆位出现较大误差时就会导致剂量分布的严重偏差。（3）利用FLUKA蒙特卡罗代码构建ICRP110和CRAM人体体素模型,使用主动式束流配送系统模拟研究碳离子束照射人体头部时,人体的剂量分布和能量沉积情况。我们也模拟研究了当拟人体出现摆位误差时,不同组织器官的吸收剂量变化。结果表明,ICRP110和CRAM人体体素模型在主动式束流配送系统中不同组织器官的吸收剂量差异不大。当出现摆位误差时,临近组织的吸收剂量会出现差异,这就提示我们,对于辐射敏感的组织器官,我们在选择照射体位时要尽量避开直接对其照射。这些结果有助于医学物理师更加深入了解放射治疗过程,可为放射治疗的精细化调试提供重要线索,为优化放射治疗计划系统提供参考依据。通过分析一系列误差,对提高放射治疗计划的鲁棒性和进一步发展更加精准的点扫描技术具有非常重要的意义。
车宇航[10]（2021）在《重离子束治疗性能快速质量保证荧光探测装置的设计与研究》文中提出离子束（质子/重离子）具有倒转的深度剂量分布和在Bragg峰区附近相对较高的生物效应等优势,被誉为21世纪最理想的放射治疗射线。在质子/重离子治疗当中,离子束能量（射程）的准确性直接关乎治疗的安全性和效果,射程验证是粒子放射治疗中重要的质量保证项目。本文研究通过楔形装置将离子束纵向上的深度剂量分布（Bragg曲线）转换成横向上的剂量分布,深度信息转换为横向二维分布信息,有利于趋向统一快速测量的方法;同时面向射程验证和横向射野测量,开发了基于二维荧光探测方法搭建束流快速QA装置,实现了多功能快速测量,有利于提高离子治疗QA验证的效率。首先通过基于GEANT4内核的GATE蒙特卡罗模拟平台,模拟计算了不同能量碳离子束在用于制作楔形装置的铜、铝、铁和有机玻璃等材料中的深度剂量分布,得到不同能量碳离子束在不同材料中Bragg峰位所处深度与能量之间的关系;模拟计算了不同能量碳离子束穿越单楔板、双楔板和大小组合楔板等楔形装置后横向上的剂量分布,得到了横向剂量峰值出现位置与碳离子束射程之间的关系。以上的蒙特卡罗模拟研究为进一步开发重离子治疗当中的射程快速验证方法与设备奠定了基础。其次搭建基于二维荧光探测方法搭建束流快速QA装置,结合双楔形装置,建立了碳离子束射程快速验证的方法和技术。本论文在模拟结果提供有力基础的前提下,获取了不同能量的碳离子束穿越双楔装置和闪烁荧光探测系统后,闪烁荧光探测系统中的CMOS相机获取图像得到的横向相对剂量分布,并与基于GEANT4内核下的蒙特卡罗（MC）模拟平台得到的模拟结果进行了比较。本论文通过对比二者得到的结果证实了束流快速QA装置结合双楔形装置可以通过计算横向剂量峰值出现的位置,快速验证碳离子束的射程,提高离子束射程QA验证的效率。本文最后在闪烁体探测系统的基本技术分析基础上,通过实验验证了其用于离子束的横向射野性能测量的可行性。在主动式束流配送系统下,本论文测试了点扫描形成的束斑在闪烁探测系统中的位置,并与GAF-CHROMIC EBT3胶片测试的结果进行了对比,验证了闪烁荧光探测系统测试碳离子束斑位置的精确性;在被动式束流配送系统下,碳离子束辐照形成均匀的射野中,利用闪烁体探测系统对相同条件下不同的辐照剂量进行刻度和反向剂量验证,并与EBT3胶片的剂量测量结果进行比较,验证了闪烁体探测系统在剂量测量中的准确性。此外,在碳离子束辐照形成的均匀射野中,对比了闪烁体探测系统与EBT3胶片的射野平坦度状况,验证了闪烁体探测系统在测试射野平坦度时的准确性。本论文研究结果表明,闪烁体检测系统具备对肿瘤放射治疗前束流相关性质进行快速准确监测的能力,是提高重离子治疗当中QA验证效率的有效技术手段。本文研究为进一步开发重离子治疗的快速质量保证方法和设备提供了坚实的基础。
二、重离子束用于肿瘤放射治疗的基础理论（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、重离子束用于肿瘤放射治疗的基础理论（论文提纲范文）
（3）质子重离子放射治疗管理系统的设计应用（论文提纲范文）
| 1 系统总体设计 |
| 2 系统开发 |
| 2.1 硬件和软件平台 |
| 2.2 系统管理功能 |
| 2.2.1 患者治疗进度表 |
| 2.2.2 队列管理 |
| 2.2.3 工作日历 |
| 3 总结 |
| 4 展望 |
（5）重离子束：打败癌细胞的新一代“杀手”（论文提纲范文）
| 核技术是对付癌细胞的“杀手” |
| 重离子束的原理和未来应用前景 |
| 重离子束治疗：从基础研究走向产业化 |
（6）国产碳离子治疗系统标准化质量管理体系的建设（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 碳离子治疗需求和的现状 |
| 2 国内重离子治疗机构建设及运行概况 |
| 3 碳离子治疗标准化体系质量控制相关应用 |
| 3.1 制定各类规章制度和工作流程 |
| 3.2 加强人员培训 |
| 3.3 联合多学科会诊 |
| 3.4 保障设备运维 |
| 3.5 加强辐射安全与防护工作 |
| 3.6 完善质控质保措施 |
| 3.7 其他保障措施 |
| 3.7.1 水电保障 |
| 3.7.2 医疗保障 |
| 3.7.3 信息安全保障 |
| 4 标准体系建设过程中存在的问题 |
| 5 思考与建议 |
（7）质子重离子加速器治疗中感生放射性的测量与防护（论文提纲范文）
| 1 质子重离子治疗与普通放射治疗区别 |
| 2 感生放射性的产生原因 |
| 3 次级中子的能量分布和剂量 |
| 4 感生放射性的形态 |
| 1) 空气活化。 |
| 2) 结构部件活化。 |
| 3) 冷却水活化。 |
| 5 感生放射性剂量测量 |
| 6 感生放射性的防护措施 |
| 7 结论 |
（8）碳离子辐射与模拟微重力效应对血管内皮细胞损伤及其机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 空间辐射与微重力环境 |
| 1.2.1 空间辐射环境 |
| 1.2.2 空间微重力环境 |
| 1.3 重离子辐射生物学效应 |
| 1.3.1 空间辐射的健康风险 |
| 1.3.2 重离子辐射致死效应 |
| 1.3.3 重离子辐射对健康组织的损伤效应 |
| 1.3.4 重离子辐射对心血管系统的影响 |
| 1.4 微重力对细胞作用效应 |
| 1.5 微重力对辐射生物学效应的影响 |
| 1.5.1 微重力对低LET辐射 、高LET辐射损伤效应的影响 |
| 1.5.2 微重力对辐射诱导血管内皮细胞/血管系统损伤的影响 |
| 1.6 研究内容、目的与意义 |
| 第2章 材料与方法 |
| 2.1 主要实验仪器与试剂 |
| 2.1.1 主要实验仪器 |
| 2.1.2 主要实验试剂 |
| 2.2 细胞系与培养条件 |
| 2.3 辐照条件与模拟微重力条件 |
| 2.3.1 辐照条件 |
| 2.3.2 模拟微重力条件 |
| 2.4 细胞存活实验 |
| 2.4.1 辐照细胞的存活实验 |
| 2.4.2 模拟微重力处理后细胞的存活实验 |
| 2.4.3 模拟微重力与碳离子辐射联合处理细胞的存活实验 |
| 2.5 DNA损伤检测 |
| 2.5.1 辐照细胞DNA损伤检测 |
| 2.5.2 模拟微重力与碳离子辐射联合处理细胞DNA损伤检测 |
| 2.6 细胞周期分布检测 |
| 2.6.1 辐照细胞的周期分布检测 |
| 2.6.2 模拟微重力条件下的细胞周期分布检测 |
| 2.6.3 模拟微重力与碳离子辐射联合处理细胞周期分布检测 |
| 2.7 细胞粘附实验 |
| 2.7.1 辐照细胞粘附能力检测 |
| 2.7.2 模拟微重力条件下的细胞粘附能力检测 |
| 2.7.3 模拟微重力与碳离子辐射联合处理细胞粘附能力检测 |
| 2.8 细胞迁移实验 |
| 2.8.1 辐照细胞迁移能力检测 |
| 2.8.2 模拟微重力条件下的细胞迁移能力检测 |
| 2.8.3 模拟微重力与碳离子辐射联合处理细胞迁移能力检测 |
| 2.9 管样形成实验 |
| 2.9.1 辐照细胞管样结构形成能力检测 |
| 2.9.2 模拟微重力条件下细胞管样结构形成能力检测 |
| 2.9.3 模拟微重力与碳离子辐射联合处理细胞管样结构形成能力检测 |
| 2.10 转录组测序与分析 |
| 2.10.1 细胞RNA提取 |
| 2.10.2 cDNA文库构建 |
| 2.10.3 测序结果分析 |
| 2.10.4 基因表达验证 |
| 2.11 数据统计与分析 |
| 第3章 实验结果 |
| 3.1 碳离子辐照对Ea.hy926 细胞损伤、功能影响及相关机理 |
| 3.1.1 碳离子辐照对Ea.hy926 细胞损伤效应 |
| 3.1.2 碳离子辐照对Ea.hy926 细胞功能的影响 |
| 3.1.3 碳离子辐射对细胞基因表达的影响 |
| 3.2 模拟微重力对Ea.hy926 细胞的影响及相关机理 |
| 3.2.1 模拟微重力效应对Ea.hy926 细胞活力的影响 |
| 3.2.2 模拟微重力条件下细胞周期分布的影响 |
| 3.2.3 模拟微重力对Ea.hy926 细胞功能的影响 |
| 3.2.4 模拟微重力对细胞基因表达的影响 |
| 3.3 模拟微重力与辐照对Ea.hy926细胞损伤及功能影响和相关机理 |
| 3.3.1 模拟微重力效应与碳离子辐射联合作用对细胞损伤效应 |
| 3.3.2 模拟微重力效应与碳离子辐射联合作用对细胞功能的影响 |
| 3.3.3 模拟微重力效应与碳离子辐射联合作用对细胞基因表达的影响 |
| 3.4 基因表达验证 |
| 第4章 讨论 |
| 第5章 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 在校期间发表学术论文目录 |
（9）基于蒙特卡罗算法的医用重离子加速器束流配送系统和治疗计划的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第1章 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 放射治疗肿瘤的发展现状 |
| 1.2.1 放射治疗肿瘤的必要性 |
| 1.2.2 近代物理研究所放射治疗的研究 |
| 1.3 碳离子放射治疗的优势 |
| 1.3.1 碳离子束的物理优势 |
| 1.3.2 碳离子放射治疗的生物学优势 |
| 1.4 重离子与物质的相互作用 |
| 1.4.1 能量损失 |
| 1.4.2 多库仑散射 |
| 1.4.3 核碎裂 |
| 1.5 束流配送系统 |
| 1.5.1 被动式束流配送系统 |
| 1.5.2 主动式束流配送系统 |
| 1.6 治疗计划 |
| 1.7 剂量计算算法 |
| 1.7.1 扫描笔形束的剂量算法 |
| 1.7.2 蒙特卡罗模拟 |
| 1.8 课题的目的和意义 |
| 1.9 课题的主要研究内容 |
| 第2章 放射治疗的不确定性 |
| 2.1 放射治疗中不确定性的影响 |
| 2.2 放射治疗中不确定性的来源 |
| 2.3 患者固有的参数 |
| 2.3.1 组织参数的不确定性 |
| 2.3.2 剂量计算模型 |
| 2.3.3 放疗过程中受照射组织的变化 |
| 2.4 治疗计划中的不确定性 |
| 2.4.1 治疗计划成像 |
| 2.4.2 吸收剂量计算 |
| 2.4.3 RBE加权剂量的计算 |
| 2.4.4 次级粒子光谱 |
| 2.4.5 范围不确定性 |
| 2.4.6 控制参数的计算 |
| 2.5 束流配送的不确定性 |
| 2.5.1 束流的产生 |
| 2.5.2 剂量或粒子监测器的校准 |
| 2.5.3 光束传输系统的精度 |
| 2.5.4 剂量计和剂量测定标准 |
| 第3章 基于FLUKA的 HIMM治疗终端建模 |
| 3.1 FLUKA蒙特卡罗代码及其图形用户界面 |
| 3.1.1 FLUKA的几何模型 |
| 3.1.2 FLUKA输入文件 |
| 3.1.3 FLUKA采用的物理模型 |
| 3.2 HIMM治疗终端结构 |
| 3.2.1 1号治疗终端空气段束流纵向设备布局 |
| 3.2.2 终端真空膜窗结构 |
| 3.2.3 固定分条电离室结构布局 |
| 3.3.4 剂量电离室结构布局 |
| 3.3.5 HIMM主动式扫描治疗头的建模 |
| 第4章 束斑不确定性对笔形束扫描碳离子放射治疗剂量均匀性和半影的影响 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 190 Me V/u和260 Me V/u碳离子束深度剂量分布和横向剂量分布的测量 |
| 4.1.2 FLUKA中 HIMM扫描治疗头的建立 |
| 4.1.3 笔形束束流模型 |
| 4.1.4 方形场的叠加 |
| 4.1.5 束斑位置的变化 |
| 4.1.6 数据分析 |
| 4.2 结果和分析 |
| 4.2.1 深度剂量分布和侧向剂量分布 |
| 4.2.2 束流模型 |
| 4.2.3 不同类型错误的影响 |
| 4.3 讨论 |
| 第5章 基于开源治疗计划软件mat RAD的头颈部肿瘤放疗计划优化 |
| 5.1 mat RAD开源软件包功能介绍 |
| 5.2 治疗计划优化 |
| 5.3 鲁棒性 |
| 5.4 生物模型 |
| 5.4.1 微剂量学 |
| 5.4.2 离子的RBE模型 |
| 5.5 治疗计划流程的具体实现 |
| 5.5.1 基础数据的生成 |
| 5.5.2 患者数据的导入 |
| 5.5.3 辐射几何的定义 |
| 5.5.4 剂量计算 |
| 5.5.5 治疗计划的优化 |
| 5.6 材料与方法 |
| 5.6.1 碳离子治疗基础数据的产生 |
| 5.6.2 肿瘤体积和危险器官的勾画 |
| 5.6.3 治疗计划和优化标准 |
| 5.6.4 评估标准和统计分析 |
| 5.7 结果 |
| 5.7.1 点扫描碳离子治疗和调强放疗头颈部恶性肿瘤的治疗计划比较 |
| 5.7.2 生物学效应模型和RBE×D生物模型对治疗计划结果的影响 |
| 5.7.3 束斑间距对治疗计划结果的影响 |
| 5.7.4 病人摆位误差对治疗计划结果的影响 |
| 5.8 讨论 |
| 第6章 碳离子头颈部肿瘤放疗中各器官吸收剂量的计算 |
| 6.1 材料与方法 |
| 6.1.1 ICRP110 体素化人体模型和CRAM体素模型的创建 |
| 6.1.2 比较ICRP110 模型和CRAM的体素模型的吸收剂量差异 |
| 6.1.3 病人出现摆位误差时各器官吸收剂量的变化 |
| 6.2 结果 |
| 6.2.1 ICRP110 体素模型和CRAM体素模型 |
| 6.2.2 ICRP110 模型和CRAM的体素模型的吸收剂量差异 |
| 6.2.3 摆位误差对CRAM体素模型组织器官吸收剂量的影响 |
| 6.3 讨论 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 下一步工作计划 |
| 7.2.1 分析均匀扫描中束流配送系统的不确定性对射野区域剂量均匀性和半影的影响 |
| 7.2.2 基于FLUKA的束流配送过程中次级粒子的剂量贡献研究 |
| 7.2.3 优化mat RAD软件中的碳离子治疗基础数据 |
| 参考文献 |
| 附录1 部分FLUKA模拟代码 |
| 附录2 点扫描辐射场叠加MATLAB代码 |
| 附录3 用于获取组织器官材料的Python脚本 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）重离子束治疗性能快速质量保证荧光探测装置的设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 离子束放射治疗的发展情况 |
| 1.2 重离子束治疗的优势 |
| 1.2.1 物理学特性 |
| 1.2.2 生物学特性 |
| 1.3 束流配送系统 |
| 1.3.1 被动式束流配送系统 |
| 1.3.2 主动式束流配送系统 |
| 1.4 重离子束治疗中的质量保证(QA) |
| 1.4.2 QA的常用工具 |
| 1.4.3 不同束流配送系统下的QA流程 |
| 1.5 课题内容与章节安排 |
| 第2章 蒙特卡罗(MC)模拟工具 |
| 2.1 蒙特卡罗模拟的基本思想 |
| 2.2 MC模拟平台编程软件 |
| 2.2.1 Geant4模拟软件 |
| 2.2.2 GATE模拟软件 |
| 第3章 碳离子束射程快速验证方法的MC研究 |
| 3.1 MC模拟环境 |
| 3.1.1 模拟参数设置 |
| 3.1.2 楔形装置材料的选择 |
| 3.1.3 不同楔形装置的模拟 |
| 3.2 MC模拟的结果 |
| 3.2.1 碳离子束在不同材料中Bragg峰位所处的深度 |
| 3.2.2 碳离子束穿越不同楔形装置后横向剂量分布 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于荧光探测装置的碳离子束射程快速验证方法的研究 |
| 4.1 二维荧光探测装置的硬件配置及配套软件 |
| 4.2 楔形装置尺寸、环境参数和对应模拟参数设计 |
| 4.2.1 楔形装置的尺寸及环境参数 |
| 4.2.2 MC模拟参数设计 |
| 4.3 碳离子束射程的快速验证 |
| 4.3.1 被动式均匀扫描下碳离子束射程验证 |
| 4.3.2 MC模拟反向验证碳离子束射程 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于荧光探测装置的碳离子束治疗性能的研究 |
| 5.1 主动式点扫描下束斑位置验证 |
| 5.1.1 辐照参数与环境参数修正 |
| 5.1.2 荧光探测装置与EBT3胶片测试结果对比 |
| 5.2 被动式均匀射野下剂量刻度计算 |
| 5.2.1 辐照参数与剂量计算方法设计 |
| 5.2.2 荧光探测装置与EBT3胶片剂量刻度结果对比 |
| 5.2.3 荧光探测装置与EBT3胶片剂量反向计算结果对比 |
| 5.3 被动式均匀射野内均匀性测试结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
四、重离子束用于肿瘤放射治疗的基础理论（论文参考文献）
- [1]IAEA TRS-398临床剂量学应用[J]. 张曦,张绍刚,王坤. 计量科学与技术, 2021(11)
- [2]碳离子放射治疗微剂量测量研究[J]. 杨璟喆,李君利,邱睿,衣宏昌,武祯. 中华放射医学与防护杂志, 2021(10)
- [3]质子重离子放射治疗管理系统的设计应用[J]. 钱海新,李杰,Michael F.Moyers,沈庄明,陈宏亮,林子楠. 医学信息, 2021(20)
- [4]基于LNDM模型的碳离子束混合辐射场相同剂量平均LET下关键纳剂量学指标及RBE分析[J]. 杨静芬,张晖,刘新国,戴中颖,陈卫强,李强. 原子核物理评论, 2021(03)
- [5]重离子束：打败癌细胞的新一代“杀手”[N]. 袁于飞,袁海博,高静一. 光明日报, 2021
- [6]国产碳离子治疗系统标准化质量管理体系的建设[J]. 祁英,孟万斌,潘鑫,张梦灵,朱芳芳,张福元. 科技促进发展, 2021(06)
- [7]质子重离子加速器治疗中感生放射性的测量与防护[J]. 胡奇胜,杨军. 同位素, 2021(03)
- [8]碳离子辐射与模拟微重力效应对血管内皮细胞损伤及其机理研究[D]. 卫艳婷. 兰州理工大学, 2021(01)
- [9]基于蒙特卡罗算法的医用重离子加速器束流配送系统和治疗计划的研究[D]. 李玥. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
- [10]重离子束治疗性能快速质量保证荧光探测装置的设计与研究[D]. 车宇航. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
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