基于 Geant4 的 HollandPTC 研发质子束线放射生物学研究仿真平台
医学物理
2023-06-01 v2
摘要
为支持放射生物学研究的规划、优化与先进剂量学，我们开发了基于 Geant4 的荷兰质子治疗中心（HollandPTC，荷兰）研发束线仿真平台（G4HPTC-R&D）。该平台采用六参数非对称高斯笔形束替代模型，以笔形束和被动散射场两种配置对研发束线进行模拟。利用三组不同的实验性质子数据集（70 MeV、150 MeV 和 240 MeV），包括自由空气中笔形束包络演化及水中深度剂量分布，建立了一组独立的参数替代函数，从而仅需以 ProBeam 等时性回旋加速器的平均引出质子能量作为输入，即可对非对称高斯笔形束特性进行建模。随后，利用研发束线在 120 和 200 MeV 笔形束配置以及 150 MeV 被动散射场配置下的三组独立实验数据集对该精细化束模型进行基准验证。结果表明，G4HPTC-R&D 仿真平台对所有测试能量均能将以 ±5% 量级的精度复现自由空气中的笔形束包络演化与深度剂量分布，并能够满足临床与放射生物学应用所需指标地复现 150 MeV 被动散射场。
引用
@article{arxiv.2302.10435,
title = {A Geant4 Based Simulation Platform of the HollandPTC R&D Proton Beamline for Radiobiological Studies},
author = {C. F. Groenendijk and M. Rovituso and D. Lathouwers and J. M. C. Brown},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.10435},
year = {2023}
}