核医学治疗中患者的体素级剂量计算

MA Ruiyao,QIU Rui,WU Zhen, HU Ziyi,DAI Tiantian,GUO Feng,ZHAO Wenrui,JIANG Nianming, GAO Lilei,LI Junli

Atomic Energy Science and Technology（2023）

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摘要

核医学治疗中为了制定合理的治疗方案需要对患者进行个体化剂量评估.本研究通过计算患者的体素级剂量分布,对分化型甲状腺癌患者的131I SPECT 图像及CT图像进行了精准定量分析,利用体素 S因子方法、直接蒙特卡罗方法和GPU蒙特卡罗方法计算了核医学患者体素级剂量分布.体素S因子方法相比于蒙特卡罗方法,在上呼吸道内部、肺部、骨骼等与水密度差异大的位置表现出剂量结果的差异,在肺和骨骼的最大差异达到 40％,且在组织的交界处差异明显,在距离源分布较远位置的剂量相对于蒙特卡罗结果有一定低估.GPU蒙特卡罗方法与直接蒙特卡罗方法计算结果一致,并实现了 400倍的加速比.综上所述,体素级剂量计算能获得亚器官区域和肿瘤区域的剂量不均匀分布,直接蒙特卡罗方法相比于体素 S因子方法能够实现更精确的剂量计算,GPU程序能有效加速蒙特卡罗计算.

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