利用球体模体中的蒙特卡洛剂量元调制进行放疗前剂量验证

由于放射治疗实施的复杂性日益增加，准确的剂量验证已成为临床治疗过程的重要组成部分。本工作的目的是开发一种基于电子射野影像装置 (EPI) 的放疗前验证技术，能够快速重建共面和非共面治疗的三维剂量分布。剂量重建是在球形水模体中进行的，方法是基于 EPID 测量对定义在球坐标系上的预计算蒙特卡洛 (MC) 剂量元进行调制。这被称为球面剂量元调制 (SDM) 方法。该技术通过利用患者无关相空间中的方位角对称性和虚拟球形水模体的对称性，实质上消除了 MC 剂量计算的统计不确定性。这种对称性还使得剂量重建所需的剂量元数量减少了约 250 倍。在本工作中，使用了 51 个剂量元。SDM 方法缓解了此类剂量重建中计算最密集的部分——读取、加权和对剂量矩阵求和。系统的准确性针对 MC 计算以及我们先前报道的相空间调制 (PSM) 方法，使用一系列开放野和调强放射治疗 (IMRT) 案例进行了测试。与完整 MC 模拟相比，SDM 方法的平均 chi 检验和 gamma 检验 (3% / 3 mm) 通过率分别为 98.6% 和 99.5%。在单个处理器核心上，每个治疗野的总计算时间为 96 秒。