呼吸运动对硼中子俘获治疗肺癌的剂量学影响

Abstract

硼中子俘获治疗（Boron Neutron Capture Therapy，BNCT）是一种新兴的放射治疗技术，而呼吸运动是BNCT治疗肺癌影响剂量准确度的关键问题。为了量化呼吸运动对BNCT治疗肺癌的剂量学影响，采用蒙特卡罗模拟方法构建肺癌治疗中肿瘤及器官随呼吸运动时空变化的动态模型，并开展BNCT蒙特卡罗剂量计算。本文基于多功能数智化蒙特卡罗程序平台（Multi-function and Generalized Intelligent Code-bench based on Monte Carlo method, MagicMC），结合描述呼吸运动的高阶余弦函数，建立动态剂量计算模型，采用MagicMC计算呼吸运动三维空间不同运动方向造成的肿瘤及器官剂量误差。结果表明：在一个呼吸周期中，三个运动方向上肿瘤均在50%时相剂量百分差异最大，左右方向（Lateral，LR）为0.310%，前后方向（Anterior-posterior，AP）为5.830%，头脚方向（Superior-inferior，SI）为-2.852%。健康组织器官距照射野距离越近，器官受照剂量率越高，LR方向心脏剂量百分差异最大为2.070%，AP、SI方向右肺剂量百分差异最大分别为4.128%、-11.962%。在BNCT治疗照射时间下，器官AP方向运动对肿瘤剂量影响最大，剂量误差为1.644%。对于健康组织器官，三个运动方向造成的剂量误差均不超过±4%。研究表明，BNCT治疗肺癌时器官呼吸运动会对肿瘤及健康器官所受剂量产生影响，计算结果可为BNCT治疗肺癌剂量精准计算与临床照射剂量修正提供参考。