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研究生:謝懿葶
研究生(外文):Hsieh, Yi-Ting
論文名稱:放射治療蒙地卡羅劑量模擬所需之雙解析度CT假體製作
論文名稱(外文):Dual Resolution CT-based Phantoms for Monte Carlo Dose Simulations of Radiation Therapy
指導教授:許靖涵董傳中董傳中引用關係李宗其趙自強趙自強引用關係
指導教授(外文):Hsu, Ching-HanTung, Chuan-JongLee, Chung-ChiChao, Tsi-Chian
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:生醫工程與環境科學系
學門:工程學門
學類:生醫工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:95
中文關鍵詞: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
外文關鍵詞:Monte Carlo simulationdual resolution phantomdose estimationRadiotherapytiny/heterogeneouspartial volume effect
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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。
中文摘要 i
英文摘要 iii
致謝 v
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 雙解析度系統之架構 3
1.3 論文架構 5
第二章 雙解析度假體設計與分析方法 6
2.1 雙解析度假體之製作 6
2.1.1 假體體素分割大小 8
2.1.2 將CT number轉換成DOSXYZnrc需要的參數 10
2.1.3 適合蒙地卡羅模擬的EGS假體格式 12
2.2 雙解析度假體之評估與分析方法 14
2.2.1 雙解析度影像處理方式 15
2.2.2 雙解析度劑量評估與分析方法 19
第三章 實驗材料與方法 26
3.1蒙地卡羅劑量模擬系統 26
3.2動物用光子照射系統機頭之模擬 29
3.3 雙解析度假體與單解析度假體之模擬 33
3.3.1 大照野均質水假體之劑量模擬 34
3.3.2 小照野均質水假體之劑量模擬 35
3.3.3 大照野不均質假體之劑量模擬 36
3.3.4 小照野不均質假體之劑量模擬 37
3.3.5 小照野CT假體之劑量模擬 37
第四章 結果與討論 41
4.1 大照野均質水假體單雙解析度劑量模擬結果比較 41
4.1.1等劑量曲線差異 42
4.1.2 百分深度劑量分布比較 47
4.1.3剖面劑量分布比較 50
4.2 小照野均質水假體單雙解析度劑量模擬結果比較 53
4.2.1等劑量曲線差異 53
4.2.2百分深度劑量分布比較 56
4.2.3剖面劑量分布比較 59
4.3 大照野不均質假體單雙解析度劑量模擬結果比較 62
4.3.1等劑量曲線比較 62
4.3.2百分深度劑量分布比較 69
4.3.3剖面劑量分布比較 72
4.4 小照野不均質假體單雙解析度劑量模擬結果比較 75
4.4.1等劑量曲線差異 75
4.4.2百分深度劑量分布比較 78
4.4.3剖面劑量分布比較 80
4.5 小照野老鼠假體單雙解析度劑量模擬結果比較 83
4.5.1等劑量曲線差異 83
4.5.2百分深度劑量分布比較 87
4.5.3剖面劑量分布比較 89
第五章 結論 92
參考文獻 94

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