[00992272]医用电子直线加速器X射线剂量学研究和软件实现

放疗是肿瘤治疗的三个基本手段之一，肿瘤病人在治疗过程中大约有70%的病人需要用放疗， 电子直线加速器产生的X-射线和γ射线是目前临床放疗的主要射线。北京大学医学物理和影像工程实验室和北京医疗器械研究所合作，对电子直线加速器及其剂量学和软件问题进行了系统研究。研究和发展了新的医用加速器剂量场算法、电子束能谱的模拟算法及其应用技术，发展了放疗治疗计划系统及验证系统的软件，并用磁共振成像波谱(MRIS)技术对肿瘤靶区的生物学特性进行了研究。A．医用加速器辐射系统散射线和剂量场优化算法研究。针对北医所的BJ-6医用电子直线加速器，系统地开展了对散射份额的解析算法、MC算法，提高了剂量计算中对散射校正的计算精度，为MC方法在临床剂量计算中的直接应用打下了很好的基础。B．加速器辐射系统优化设计研究。通过测量加速器X射线辐射场数据并用蒙特卡罗方法进行理论模拟计算，获得医用电子直线加速器打靶前的束流模型参数。开展了医用电子直线加速器辐射系统的结构优化研究。开展了BJ-14医用电子直线加速器辐射系统电子束散射机理研究和BJ-20医用电子直线加速器18MV光子均整过滤器的设计。还进行了透射衰减法测量X线能谱的研究工作。C．针对脑胶质瘤和前列腺肿瘤开展对肿瘤及其周围组织靶区内部结构核磁共振谱成像数据的降噪方法处理和定量分析方法。实现了对放疗计划逆向优化算法的物理设计。 在以上研究的基础上，课题组完成了相应的系统和软件包，包括：三维放射治疗计划(TPS)软件包；基于胶片的TPS放疗计划验证系统和数据分析软件包；和磁共振谱定量分析软件包。其中放射治疗计划软件包已经在中国医学科学院肿瘤医院放疗科和北京肿瘤医院放射科得到试用。磁共振谱分析软件包已经在北京大学第一医院影像科和天坛医院影像科得到初步使用，并获得良好评价。医用加速器辐射系统相关的技术也已经直接应用在北京医疗器械研究所的BJ-6等加速器产品上，获得了良好的社会效益，同时也为北京市的数字医疗事业作出了自己的贡献。