放射治療蒙地卡羅劑量模擬所需之雙解析度CT假體製作

Dual Resolution CT-based Phantoms for Monte Carlo Dose Simulations of Radiation Therapy

謝懿葶(Yi-Ting Hsieh)

指導教授 ： 許靖涵 ； 董傳中 ； 李宗其 ； 趙自強

國立清華大學/原子科學院/生醫工程與環境科學系/碩士(2010年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2010.00247

摘要

極小且不均質的組織劑量評估在放射治療是相當重要的。受限於現今的電腦效率以及記憶體（RAM capacity）的大小，目前仍然無法建立一個足夠高解析度的假體，可以同時得知極小且不均質組織以及腫瘤和周圍正常組織的劑量分布。在本研究中，我們建立了一套雙解析度蒙地卡羅假體，以常用的解析度來計算病患的整體劑量分佈，而在感興趣區域局部提高蒙地卡羅系統模擬的空間解析度。由於目前病人的CT影像解析度無法到達0.1 mm，因此本研究選用BigMouse的CT影像取代人類的CT影像來製作雙解析度假體，此BigMouse的影像是利用SkyScan 1076 in vivo Micro CT imager產生，所使用的體素大小為原始影像體素大小放大十倍，以貼近人體的大小，並將所有體素分成三大類：空氣、組織和水。我們先在大照野均質假體下證明了使用此假體不會影響蒙地卡羅系統模擬結果的正確性，此外，小照野射束照射下的模擬結果顯示，雙解析度假體劑量結果明顯高於單解析度假體，亦即，在不均勻照野的射束照射下會產生部分體積效應和軸向電子不平衡等問題，使得解析度較差之假體因此低估了36~ 40%的組織劑量，此劑量低估將會對病人造成嚴重的傷害。使用此套雙解析度假體將提供極小且不均質組織準確的劑量評估結果，以提高放射治療的治療品質。

關鍵字

蒙地卡羅模擬 ； 雙解析度假體 ； 劑量評估 ； 放射治療 ； 極小不均質 ； 部分體積效應

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Monte Carlo simulation ； dual resolution phantom ； dose estimation ； Radiotherapy ； tiny/heterogeneous ； partial volume effect

參考文獻

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