放射治療蒙地卡羅劑量模擬所需之雙解析度CT假體製作

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研究生：	謝懿葶 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 Dual Resolution CT-based Phantoms for Monte Carlo Dose Simulations of Radiation Therapy
指導教授：	許靖涵 Hsu, Ching-Han 董傳中 Tung, Chuan-Jong 李宗其 Lee, Chung-Chi 趙自強 Chao, Tsi-Chian
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	原子科學院 - 生醫工程與環境科學系 Department of Biomedical Engineering and Environmental Sciences
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 simulation, dual resolution phantom, dose estimation, Radiotherapy, tiny/heterogeneous, partial 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 研究背景    1
2 雙解析度系統之架構    3
3 論文架構    5
第二章 雙解析度假體設計與分析方法    6
1 雙解析度假體之製作    6
1.1 假體體素分割大小    8
1.2 將CT number轉換成DOSXYZnrc需要的參數    10
1.3 適合蒙地卡羅模擬的EGS假體格式    12
2 雙解析度假體之評估與分析方法    14
2.1 雙解析度影像處理方式    15
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
1蒙地卡羅劑量模擬系統    26
2動物用光子照射系統機頭之模擬    29
3 雙解析度假體與單解析度假體之模擬    33
3.1 大照野均質水假體之劑量模擬    34
3.2 小照野均質水假體之劑量模擬    35
3.3 大照野不均質假體之劑量模擬    36
3.4 小照野不均質假體之劑量模擬    37
3.5 小照野CT假體之劑量模擬    37
第四章 結果與討論    41
1 大照野均質水假體單雙解析度劑量模擬結果比較    41
1.1等劑量曲線差異    42
1.2 百分深度劑量分布比較    47
1.3剖面劑量分布比較    50
2 小照野均質水假體單雙解析度劑量模擬結果比較    53
2.1等劑量曲線差異    53
2.2百分深度劑量分布比較    56
2.3剖面劑量分布比較    59
3 大照野不均質假體單雙解析度劑量模擬結果比較    62
3.1等劑量曲線比較    62
3.2百分深度劑量分布比較    69
3.3剖面劑量分布比較    72
4 小照野不均質假體單雙解析度劑量模擬結果比較    75
4.1等劑量曲線差異    75
4.2百分深度劑量分布比較    78
4.3剖面劑量分布比較    80
5 小照野老鼠假體單雙解析度劑量模擬結果比較    83
5.1等劑量曲線差異    83
5.2百分深度劑量分布比較    87
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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全文公開日期本全文未授權公開 (校內網路)
全文公開日期本全文未授權公開 (校外網路)

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