将 EGSnrc 推向新尺度：egs++ 晶格几何的开发与微观验证
医学物理
2020-09-09 v1
摘要
目的：本工作将一个新的晶格几何库 egs_lattice 引入 EGSnrc 蒙特卡洛代码，该库既可用于建模极大量（此前不可行）的几何结构，也可用于建立递归边界条件。egs_lattice 以及总体 EGSnrc 的可靠性得到了交叉验证和测试。方法：在 egs_lattice 中定义了新的 Bravais、立方和六方晶格几何，并描述了其输运算法。实现了含细胞和金纳米颗粒（GNP）空腔的模拟，以与已发表的 Geant4-DNA 和 PENELOPE 结果进行比较。通过立方晶格实现的递归边界条件被用于进行电子 Fano 空腔测试。结果：晶格已成功在 EGSnrc 中实现。当被内部电子源辐照时，EGSnrc 计算得到的细胞细胞质和细胞核剂量与 Geant4-DNA 相比中位数差异为 0.6%。EGSnrc 计算了含 GNP 的微观空腔剂量与含均匀金混合物的空腔剂量之比，结果通常与 PENELOPE 一致（在 1% 内）。所考虑的所有能量/细胞下 Fano 测试均通过（低于 0.1%）。此外，用于 Fano 测试的递归边界条件在某些情况下使效率提升超过一百万倍。结论：egs_lattice 几何库目前作为拉取请求发布于 EGSnrc GitHub 开发分支，现可作为开源代码免费获取。晶格几何实现与其他蒙特卡洛代码中的独立模拟交叉验证，并通过电子 Fano 空腔测试验证，不仅证明了 egs_lattice 的可靠性，也进而证明了 EGSnrc 在纳米级几何中模拟输运及在微观空腔中计分的能。
引用
@article{arxiv.2003.04910,
title = {Taking EGSnrc to new lows: Development of egs++ lattice geometry and testing with microscopic},
author = {Martin P. Martinov and Rowan M. Thomson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.04910},
year = {2020}
}
备注
20 pages, 6 figures, 3 tables