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GATE在核医学成像和放射治疗中的蒙特卡洛模拟
目的:探讨GATE在核医学成像SPECT和PET、光子和质子放射治疗中的蒙特卡洛模拟,并利用GATE平台研究碳纤维床板对光子放疗时剂量的影响.方法:首先模拟运行GATE V6.1提供的三个例子,分别对应于SPECT、PET和RT,其中RT又分为光子治疗和质子治疗.对SPECT和PET模拟中光子的散射情况进行统计分析,详细比较RT模拟中光子束和质子束在水模体中的能量沉积特性.然后在GATE平台上编程模拟了光子治疗束分别在有碳纤维床板和无床板时射入水模体中,比较并分析这两种情况下水模体中的剂量分布差异.结果:GATE V6.1的三个例子模拟中,SPECT中的未散射光子稳定在36％左右,PET中未散射的真符合计数稳定在44.5％左右,RT模拟中质子相比于光子在深度方向上有明显的剂量分布优势,而光子在横向方向的剂量分布稍好于质子.在碳纤维床板对光子放疗时剂量影响的模拟中,有碳纤维床板相对于无床板时,水模体的表层剂量有明显的提高.结论:GATE能够稳定准确的对核医学成像SPECT和PET及放射治疗过程进行蒙特卡洛模拟.它可以为放射治疗剂量验证、临床放射治疗计划以及核医学成像引导放射治疗的研究提供强大帮助.
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基于GPU的蒙特卡洛放疗剂量并行计算
目的:蒙特卡洛模拟在放疗剂量计算领域被广泛视为精确的计算方法,但对于日常的临床应用,其效率仍有较大提升需求和空间.方法:本文会呈现放疗剂量计算领域的新成果-维持相同的粒子输运原理的同时,使用CUDA语言,利用显卡的GPU(Graphic Processing Unit)并行处理蒙特卡洛计算中的主要过程,计算光子剂量沉积.这样既可以保证不失去蒙卡模拟的精度,又可以极大地提高运算速度.结果:实践表明在使用NVIDIA GTX460 1G DDR5 plus INTEL i52300的硬件设备,在GPU上并行计算蒙特卡洛放疗剂量沉积时,计算100万个光子剂量沉积时加速因子达到116.6,处理1000万光子入射,加速因子可达127.5.结论:本文中利用显卡GPU运行CUDA语言对放疗剂量计算进行模拟,是一种可以大幅有效提高剂量计算效率方法.
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辐射剂量数学模型在医学影像学的应用及研究进展
随着医学的不断发展,现代医学影像技术越来越多的应用于临床实践中,尤其是在CT、DSA的临床应用呈逐年上升趋势,辐射剂量问题已引起全世界的关注.有效实施辐射剂量检测是保证医学影像学检查合理使用的基本要求.当前,临床上主要采用影像设备的剂量测试工具来获得辐射剂量数据,并评估患者的辐射剂量,但不能前瞻性的评价和预估某一放射学检查时的辐射水平.近年来,数学模型开始应用于医学影像学领域,对研究辐射剂量的科学实验带来便利.本文就辐射剂量数学模型的临床应用及进展综述如下.
