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基于不同相对生物效应模型评估质子放疗生物剂量
编辑人员丨4天前
目的:评估两种相对生物效应模型计算的生物剂量,并与传统临床质子放疗生物剂量相比较。方法:使用粒子模拟工具(TOPAS)分别在水箱和两例患者模体(脑部和前列腺)计算物理剂量、剂量平均LET (dose averaged linear energy transfer, LET d)和径迹平均LET (track averaged linear energy transfer,LET t)的全空间分布,并根据两种不同机制相对生物效应模型计算生物剂量 DoseLET d和 DoseLET t,计算传统临床质子生物剂量( Dose1.1)时取相对生物效应为1.1。在水箱中对比3种生物剂量的差异,在患者模体中为了量化3种方法的差异,根据物理剂量大小选取3个点( D1、 D2、 D3)的生物剂量相比较。 结果:水箱中 DoseLET d和 DoseLET t随水深度变化表现趋势一致,在质子束射程末端均高于 Dose1.1。在患者模体中, DoseLET d和 DoseLET t最大差异为10.08 cGy,相对差异<5%。 DoseLET d和 DoseLET t与 Dose1.1相比,在脑部肿瘤靶区最大差异分别为71.97和61.91 cGy,相对差异<25%;在前列腺肿瘤靶区内最大差异分别为25.95和19.96 cGy,相对差异<12%;但在靶区外差异很小,脑部和前列腺肿瘤靶区外最大差异分别为5.99和9.92 cGy,相对差异<5%。 结论:基于LET d和LET t的两种相对生物效应模型计算的生物剂量在水箱和患者模体差异很小,但与传统临床质子放疗生物剂量相比时在高剂量区有很大的差异。
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编辑人员丨4天前
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便携式NaI(Tl) γ谱仪对甲状腺内 131I的探测效率模拟计算
编辑人员丨4天前
目的:计算不同甲状腺-颈部刻度模体和测量位置对便携式γ谱仪的全能峰探测效率影响,为更加准确开展人体甲状腺内 131I活度现场测量提供指导。 方法:在对4种典型的甲状腺-颈部模体和用于甲状腺内 131I活度测量的便携式3英寸NaI(TI) γ谱仪进行建模的基础上,结合可能的现场测量情景,利用蒙特卡罗方法模拟计算便携式NaI(TI) γ谱仪在不同测量距离、不同甲状腺深度、不同甲状腺体积等条件下的全能峰(364.5 keV)探测效率。 结果:NaI(TI) γ谱仪的探测效率随探测器与颈部表面距离增加而显著递减,紧贴颈部表面的探测效率约为距颈部表面15 cm的15倍;探测效率随甲状腺深度增加而明显降低,在颈部表面测量时,深度为2 mm的探测效率约为30 mm的3.6倍;探测效率随甲状腺体积增大而减小,在颈部表面测量时,体积为1 ml的探测效率是30 ml的1.71倍;探测效率随探测器中心偏移而降低,尤其是在颈部表面测量时,中心偏离2 cm会导致探测效率下降约15%。结论:利用便携式NaI(TI) γ谱仪开展人体甲状腺内 131I活度准确测量,不仅需要掌握探测效率刻度时的测量距离,还需了解所用刻度模体内的甲状腺深度与体积。
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编辑人员丨4天前
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高能光源储存环及同步加速器屏蔽计算与探讨
编辑人员丨4天前
目的:验证和探讨在高能同步辐射光源辐射屏蔽计算中半经验公式和蒙特卡罗模拟方法的一致性和适用性。方法:分别采用半经验公式和蒙特卡罗模拟独立计算单电子打靶时屏蔽体外产生的周围剂量当量。结果:Jenkins半经验公式计算结果与蒙特卡罗模拟结果比值范围为111%~153%,Sakano半经验公式计算结果与蒙特卡罗模拟结果比值为201%。结论:对单一屏蔽材料,半经验公式可简单、保守地完成对高能电子加速器的屏蔽计算。对于多种屏蔽材料,宜采用蒙特卡罗模拟方法。
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编辑人员丨4天前
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离体肝切除联合自体肝移植的临床疗效及安全性评估的贝叶斯单臂荟萃分析
编辑人员丨4天前
目的:分析离体肝切除联合自体肝移植(ELRA)的临床疗效及安全性。方法:计算机检索PubMed、Embase、Cochrane Library、Web of Science、知网、万方等数据库1990年1月1日至2021年12月30日ELRA的相关研究。使用R(V4.1.2)等统计软件马尔可夫链-蒙特卡罗法模拟后验分布进行贝叶斯单臂荟萃分析,分析术后30 d内死亡率、术后1年生存率、术后主要并发症发生率、R 0切除率等相关指标。 结果:最终纳入20篇文献436例患者。贝叶斯单臂荟萃分析显示:ELRA术后1年生存率为83.24%[95%最大后验概率( HPD):72.40%~92.05%],其中肝多房棘球蚴病和肝恶性肿瘤患者术后1年生存率分别为88.66%(95% HPD:81.52%~94.50%)和61.29%(95% HPD:38.53%~93.68%)。ELRA术后30 d内死亡率、术后主要并发症发生率、R 0切除率分别为6.96%(95% HPD:4.47%~10.15%)、27.91%(95% HPD:19.00%~38.30%)、99.84%(95% HPD:37.61%~100.00%)。在ELRA术后30 d内死亡原因中,肾功能衰竭是最多的死亡原因。 结论:ELRA适用于能够通过切除获益而又无法在体内完成肝切除的肝恶性肿瘤以及肝多房棘球蚴病,安全可行,肝多房棘球蚴病获益最大,而肝恶性肿瘤仅部分患者获益。ELRA应用于肝恶性肿瘤治疗,尚需从获益角度对其适应证进行探究。
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编辑人员丨4天前
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头孢比罗与万古霉素、利奈唑胺、达托霉素对血流感染葡萄球菌的体外药效学比较
编辑人员丨4天前
目的:分析头孢比罗、万古霉素、利奈唑胺、达托霉素对血流感染金黄色葡萄球菌(SAU)和凝固酶阴性葡萄球菌(CNS)的体外药效,并评价各给药方案的抗菌效果,为临床用药提供依据。方法:全国血流感染细菌耐药监测联盟收集了2021年1月至12月来自我国51家医院血培养的葡萄球菌共1 777株,采用稀释法测定头孢比罗、万古霉素、利奈唑胺、达托霉素对葡萄球菌的最低抑菌浓度(MIC);通过蒙特卡罗模拟(MCS)预测4种药物不同给药方案的目标获得概率(PTA)和累积达标率(CFR)。结果:头孢比罗对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)表现出较强的抗菌活性,MIC 50(抑制50%细菌的MIC值)、MIC 90(抑制90%细菌的MIC值)分别为0.500、1.000 mg/L,MIC范围为≤0.060~4.000 mg/L;对SAU和CNS的耐药率分别为0.1%(1/1 073)和7.7%(54/704)。万古霉素、达托霉素未检测到葡萄球菌耐药。4种药物对甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌(MSSA)均未见耐药。MCS发现,标准给药方案头孢比罗500 mg(每8 h 1次)、达托霉素6 mg·kg -1·d -1对葡萄球菌均可达到较高的PTA和CFR;万古霉素、利奈唑胺的标准给药方案对葡萄球菌均CFR低。万古霉素1 000 mg(每8 h 1次)给药时,MRSA、MSSA的CFR均≥90.0%,而CNS的CFR仍<80.0%。利奈唑胺600 mg(每8 h 1次)给药时,对葡萄球菌的CFR均≥90.0%。 结论:头孢比罗、万古霉素、利奈唑胺、达托霉素对葡萄球菌均有较强的抗菌活性。头孢比罗、达托霉素标准给药方案可达到有效的抗菌效果,万古霉素、利奈唑胺有必要根据MIC及菌种适当增加用药剂量。
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编辑人员丨4天前
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基于微剂量学的钆中子俘获治疗释放低能电子相对生物效应计算
编辑人员丨4天前
目的:基于微剂量学方法计算钆中子俘获治疗( 157GdNCT)中释放低能电子的相对生物效应(RBE)值。 方法:使用蒙特卡罗(MC)程序Geant4-DNA包模拟钆中子俘获治疗中释放的低能电子在不同敏感靶标体积和物理模型中径迹结构的能量沉积分布情况及微剂量学参数,并基于微剂量动力学模型(MKM)获取其RBE值。结果:低能电子RBE值在不同的敏感靶标体积下差异性较大,且随着敏感靶标体积增大而减小。以敏感靶标直径6 nm的RBE值1.77为参考,敏感靶标直径10 nm的RBE值1.53,相比于6 nm的差异百分比为13%,而直径15 nm的RBE值1.40,相比于6 nm的差异百分比高达21%。不同Geant4-DNA物理模型对低能电子RBE影响较小。以物理模型option2的RBE值1.53作为参考,option6和option7的RBE值分别为1.49和1.52,相比于option2的差异百分比分别为2.6%和0.6%。结论:利用MKM计算 157GdNCT释放低能电子在不同敏感靶标体积及物理模型下的RBE值为1.40~1.77。
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编辑人员丨4天前
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15 MV医用直线加速器光中子蒙特卡罗模拟
编辑人员丨4天前
目的:研究高能医用直线加速器运行过程中因光核反应所形成的光中子辐射场。方法:利用蒙特卡罗(MC)程序模拟Clinic 2300CD型医用电子加速器15 MV X射线模式下光中子污染,掌握机头内不同位置光中子能谱和不同照射野下等中心处中子周围剂量当量变化,分析光中子在等中心平面内剂量分布和水模体中剂量衰减。结果:准直器关闭时,加速器机头内靶、主准直器、均整器和多叶准直器下表面的光中子平均能量分别为1.08、1.20、0.35、0.30 MeV;等中心处中子周围剂量当量随着照射野的增大先增大后减少,在30 cm × 30 cm照射野下达到最大;随着测点在水模体中的深度增加,中子通量先增加后减小,而中子剂量却在逐渐减小;不同照射野下,光中子剂量率在水模体深度20 cm处,基本都接近本底。结论:探究高能医用直线加速器机头光中子谱和剂量分布特点,以及光中子在水模体内剂量沉积规律,能为进一步研究高能医用直线加速器光中子污染对患者产生的附加剂量提供支持。
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编辑人员丨4天前
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使用蒙特卡罗模拟方法设计乳腺癌术中放疗的鼓形施照器
编辑人员丨4天前
目的:使用蒙特卡罗方法优化设计专用于乳腺癌术中放疗的鼓形施照器。方法:设计过程:首先,依据贴近胸壁的乳腺癌术中放疗瘤床形状特征,确定施照器形状;其次,通过模拟计算电子束经过一系列不同厚度散射箔后的散射角和剂量率,确定散射箔厚度;最后,根据调制器位置几何结构特征,最后,建立调节层模型,参考调节层与施照器表面剂量之间的关系,确定调制器的内表面特征。使用EGSnrc/BEAMnrc和EGS4/DOSXYZ程序完成Mobetron加速器、调节层、施照器建模和剂量学分析。结果:施照器有上下两部分、上部分为限光筒,直径3cm、筒壁厚0.5cm,材料为0.2cm厚水等效材料加0.3cm厚不锈钢;散射箔直径2.2cm、厚度0.13cm,材料为金属钨。施照器下部分是封闭的鼓形,直径4cm、厚度0.2cm,材料为水等效材料;调制器为山丘形,最厚处0.14cm,材料为不锈钢。当电子束能量12MeV时施照器外面的剂量分布呈鼓形,剂量率为90.44 cGy/min,治疗深度为1cm。结论:设计的施照器符合设计要求,并能产生鼓形剂量分布。
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编辑人员丨4天前
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基于蒙特卡罗模拟的 9C重离子衰变产物对细胞损伤的分析
编辑人员丨4天前
目的:探究 9C重离子治疗中因自身衰变产生的缓发粒子对细胞产生的辐射损伤和在单个V79中国仓鼠肺细胞模型上的微观剂量以及引起的生物学效应。 方法:采用蒙特卡罗程序模拟多种能量(3~10 MeV)α粒子在细胞(细胞半径 RC=10 μm,细胞核半径 RN=5 μm)中的输运后细胞核内吸收剂量结果,并与医学内照射剂量(MIRD)方法S值( SN←N, SN←Cy, SN←CS)进行比较,证明该方法的可行性,最后使用蒙特卡罗方法模拟计算 9C重离子分别在V79细胞模型表面、细胞质内以及细胞核3种位置处衰变生成的缓发粒子(α粒子和质子)在靶中输运能量沉积情况及细胞生存率。 结果:蒙特卡罗模拟结果与MIRD方法 S值进行比较,靶源组合从细胞核到细胞核 SN←N值的差异为1.91% ~ 4.95%,细胞质到细胞核 SN←Cy为1.48% ~ 5.11%,细胞表面到细胞核 SN←CS差异为-1.99% ~ 0.80%,证明蒙特卡罗计算值与MIRD方法S值吻合较好(差异值均< 6%)。当一个 9C离子在V79细胞模型表面衰变产生次级粒子进入细胞,细胞核内平均吸收剂量为10 -2Gy数量级,计算细胞生存率约为88%;衰变在细胞质中进行,计算细胞生存率约为80%;当碳离子直接进入细胞核中衰变,α粒子射程短并将大部分能量沉积在细胞中(细胞核内平均剂量0.1 Gy数量级),造成细胞损伤较大,细胞存活的概率约为53%。 结论:9C离子自身衰变发射次级带电粒子,其中α粒子进入细胞核时对细胞造成的损伤较大,生物学效应明显。
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编辑人员丨4天前
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基于蒙特卡罗方法的脑转移瘤术中放疗施照器设计及剂量学评估
编辑人员丨4天前
目的:设计适用脑转移瘤术中放疗的施照器并评估其剂量学特征。方法:施照器设计首先通过模拟计算电子束经过一系列不同厚度散射箔后的散射角和剂量率,确定散射箔厚度;其次,建立散射箔位于不同高度的位置评估模型,通过计算模型表面平均能量方差,确定散射箔位置;最后,建立调节层几何结构特征与施照器表面剂量之间的关系,确定调制器的内表面特征。使用蒙特卡罗(MC)EGSnrc/BEAMnrc和EGS4/DOSXYZ程序完成Mobetron加速器、位置评估模型、调节层、施照器建模和剂量学分析。结果:半球囊状施照器的限光筒直径为2.5 cm、筒壁厚0.5 cm,材料为0.2 cm厚水等效材料加0.3 cm厚不锈钢;散射箔厚度0.14 cm,材料为金属钨,位置高度为0.5 cm;调制器为月牙形,材料为水等效材料。该施照器能够使Mobetron 12 MeV的电子束产生半球面剂量分布,剂量率为160 cGy/min,治疗深度为0.85 cm。结论:采用MC模拟设计的适用于高能电子束的半球囊状施照器,能产生半球面剂量分布。
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编辑人员丨4天前
