利用蒙特卡罗模拟评估医用电子直线加速器非均整模式的光子束软化特性

本文利用蒙特卡罗模拟评估不同能量、不同射野下医用电子直线加速器非均整模式(Flattening Filter Free, FFF)光子束的软化特性.基于本院的Varian Edge加速器的组件参数和测量数据,利用通用蒙卡程序EGSnrc/BEAMnrc构建6 MV均整模式(Flattening Filter, FF)、6 MV FFF和10 MV FFF下的机头模型,使用EGSnrc/DOSXYZnrc程序模拟获得5 cm×5 cm和10 cm×10 cm射野下的百分深度剂量(Percentage Dose Depth, PDD)和横向剂量离轴比(Off Axis Ratio, OAR),与测量数据进行比较,确定不同模式的源参数;在此基础上模拟三种光子束模型在上述两种射野射野条件下非均匀模体(水-骨-肺-水)内的PDD,并对其相空间文件进行能谱分析,评估FFF光子束的软化特性.三种光子束模式在非均匀模体内的PDD趋势相似,但在小野时扰动更大,FFF模式相较于FF模式,包含更多的低能光子和更少的机头散射;在低能、小野时,6 MV FFF模式的光子束软化特性带来的剂量影响与6 MV FF模式相比并不明显,但在高能、大野时,光子束软化特性逐渐明显.相对于FF模式,FFF光子束具有更陡峭的剂量跌落,尤其在小野、低能时,使其在临床治疗上具有明显的优势;但在大野、高能时,FFF光子束出现明显的软化特性,尤其是在低密度区,需要谨慎考虑临床计划方式的选择.