基于Geant4的Halcyon全蒙特卡洛治疗剂量计算工具包开发
医学物理
2022-10-04 v1
摘要
目的：在Geant4（版本10.7）中开发近期发布的环形机架直线加速器的蒙特卡洛（MC）治疗剂量计算工具包，用于放疗计划的次级剂量验证。方法：对于Halcyon（Varian Medical Systems），对DSMLC进行建模，并使用Geant4模拟DSMLC和患者体模中的辐射输运。辐射源从DSMLC上方直线加速器机头的相空间文件采样。该相空间文件由Varian提供的基于云的蒙特卡洛（MC）模拟器VirtuaLinac（VL）获得。模拟不同方形射野宽度（2x2、4x4、6x6、8x8、10x10、20x20和28x28 cm2）的剂量学分布，即百分深度剂量（PDD）曲线和横向分布，并与实验分布比较。两个解剖部位（前列腺和脑）的IMRT（调强放疗）计划也使用所开发工具包计算，并与TPS计算剂量（Acuros，Eclipse 15.6）比较。使用3D剂量差异和3D伽马分析评估相对于TPS计算剂量的模拟精度。结果：在水体模中模拟的横向剂量分布和PDD曲线与所有模拟射野尺寸的测量值吻合良好，相对差异±2%。对于前列腺和脑IMRT计划，模拟剂量与TPS计算剂量显示良好一致。两个前列腺和脑计划的3D伽马通过率（3%/3mm）分别为98.08%和95.4%。结论：所开发的Halcyon全MC剂量计算工具包在水体模和患者CT体模的剂量计算中表现良好。所开发工具包对未来IMRT的次级剂量计算显示出良好可能性，并可作为Halcyon的临床质量保证（QA）工具。
引用
@article{arxiv.2210.00085,
title = {Development of a Full Monte Carlo Therapeutic Dose Calculation Toolkit for Halcyon Using Geant4},
author = {Ruirui Liu and Zhen Ji and Xiandong Zhao and Tianyu Zhao and Abhishek Sethi and Daren Sawkey and Bin Cai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.00085},
year = {2022}
}