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研究生: 李辰衍
Chen-Yen Lee
論文名稱: BNCT治療計畫程式THORplan影像分類處理方法與準確性驗證
指導教授: 薛燕婉
Yen-Wan Hsueh Liu
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 原子科學院 - 工程與系統科學系
Department of Engineering and System Science
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 96
中文關鍵詞: BNCTMCNPTHORplanMonte CarloTreatment Planning
外文關鍵詞: BNCT, MCNP, THORplan, 蒙地卡羅, 治療計畫
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  • 本研究是討論硼捉中子治癌BNCT治療計畫程式系統THORplan的影像處理方法與準確性驗證。研究內容主要包含:(1)腦部均質模式建立分類方法的探討; (2)THORplan劑量計算準確性的驗證。 THORplan為利用IDL語法撰寫之圖形化介面治療計畫程式。包含THORimage、THORinput、THORdose三個主要模組。模擬計算核心為蒙地卡羅程式MCNP。
    本研究先以Modified Snyder 假體測試歸納BNCT治療計畫THORplan均質化組織分類的方法。研究結果發現,在含有腦與頭骨的區域,分類時氫原子密度NH差異之影響剛好可以由單位質量氮原子數NN/□差異之影響彌補;10%的組成變化造成約1.5%熱中子通率和1%的中子劑量率差異。而對於皮膚與骨頭混合的區域,NN/□ 的變化幾乎可忽略,計算結果則是受NH 影響大過氮原子密度NN。 故建議分類是要以NH 作為分類重點。新版THORplan即採用上述建議進行均質模式分類方法程式撰寫:第一階段採組織百分比分類,第二階段採原子密度分類。
    接續以Modified Snyder 假體測試BNCT 治療計畫THORplan的準確性。熱中子通率無論在有無含硼情況,在中心軸、horizontal平面與coronal平面交線上、和horizontal平面與sagittal平面交線上,homogenous model與analytical model求得之結果絕大部分差異小於2%,十分準確。劑量率方面,在中心軸上除了0.5公分與1.3公分處因CT影像厚度2mm所造成的組成誤差使homogenous model與analytical model求得之最小背景劑量率、最大背景劑量率、腫瘤治療劑量率有5%∼12%差異外,其餘各點差異均小於3%。同樣在coronal/horizontal 交線上,除了0.8公分、1.4公分與3.6公分處因CT影像厚度2mm所造成的組成誤差使homogenous model與analytical model求得之最小背景劑量率、最大背景劑量率、腫瘤治療劑量率有4%∼12%差異外,其餘各點差異均小於3%。
    THORplan除了因影像CT 厚度影響模擬材料之正確性所造成之誤差外,在絕大部份區域均得到了很好的模擬結果。優於同樣以Modified Snyder 假體測試的國外治療計畫程式SERA與NCTplan之表現。由於最主要的腫瘤劑量率是源自熱中子與硼的反應。THORplan計算熱中子通率準確性高,其腫瘤硼劑量率之正確性就取決於硼含量之正確性。


    目錄....………………………………………………………....………………………… I 摘 要....…………………………………...……………………………………………..III 誌 謝....………………………………………………………....……………………… IV 第一章 前言....………………………………………………………….....…………… 1 第二章 腦部均質模型之分類方法....…………………………………………… 3 2.1 BNCT治療計畫程式THORplan介紹....…………………………………………3 2.2 研究方法....………………………………………………………….....……………4 2.2.1 CT影像處理 4 2.2.2通率計算 5 2.2.3 劑量率計算 5 2.2.4 測試分類法之計算模型 7 2.2.5 測試分類法計算採用之射源 7 2.3 均質模型分類方法測試....………………………………………………………… 9 2.3.1頭顱骨區域 9 2.3.2皮膚區域 13 2.4 THORimage對均質化之cell進行分類採用之方法....……………………………14 第三章 THORplan準確性之驗證....……………………………………………..16 3.1 THORplan準確性之驗證方法....………………………………………………...16 3.2 數學假體Modified Snyder Phantom MT檔之製作....…………………………..16 3.3 THORplan沿中心軸的通率與劑量率之準確性....……………………………...18 3.3.1 沿中心軸的通率比較 18 3.3.2 沿中心軸的RBE劑量率比較 18 3.3.3 結論與討論 28 3.3.4國際上其他BNCT治療計畫準確性之表現 31 3.4 Horizontal平面上沿coronal與sagittal交線上通率與劑量率之準確性………31 3.4.1 條件設定:切面與切線的定義 31 3.4.2 沿coronal/horizontal line上的通率比較 32 3.4.3 沿coronal/horizontal line的RBE劑量率比較 35 3.4.4沿sagittal/horizontal line的通率比較 39 3.4.5 沿sagittal/horizontal line RBE劑量率比較 42 3.5 含硼情形的分類驗證…………………………………………………………….. 46 3.5.1 加硼對熱中子通率之影響 47 3.5.2 Case 2:腦組織含硼10ppm,腦瘤含硼10ppm 49 3.5.3 Case 3: 腦組織含硼10ppm,腫瘤含硼30ppm 58 3.6 Horizontal平面上沿coronal與sagittal交線THORplan通率與劑量率之準確性.68 3.6.1沿coronal/horizontal line的通率比較 68 3.6.2 沿coronal/horizontal line的RBE劑量比較 71 3.7 綜合比較與結論……………………………………………………………….......78 第四章 結論及未來工作…………………………………………………………..83 參考文獻......................................................................................................................................85 附錄A ICRU-46 頭部組織.................................................................................................86 附錄B Snyder Phantom MT檔製作程式..........................................................................87 附錄C 非六面體之體積計算..............................................................................................88 附錄D MCNP輸入檔範例 (Modified Snyder phantom analytical model)…..….... .89

    1. O. Harling O and K.J. Riley, Fission reactor neutron sources for neutron capture therapy: a critical review. J Neuro-Oncol, 62: 7–17, 2003.
    2. P.J. Binns , K,J Riley, O.K Harling, I.Auterinen, M.Marek, W.S Kiger III, Progress with the NCT international dosimetry exchange, Appl. Rad. and Isot., 61, 865–868, 2004.
    3. R. F. Barth, A critical assessment of boron neutron capture therapy: an overview, J Neuro-Oncol, 62: 1–5, 2003
    4. . “MCNP-Monte Carlo N-Particle Transport Code System, Version 4C”, Oak Ridge National Laboratory, RSIC CCC-700 , 2000.
    5. 林宗毅, 「硼捉中子治癌」治療計畫程式之開發,國立清華大學工程與系統科學研究所碩士論文,2003。
    6. 林宗逸, 清華大學水池式反應器BNCT治療計畫程式THORplan之開發與驗證,國立清華大學工程與系統科學研究所,碩士論文,2004.
    7. IDL, Interactive Data Language, Version 6.0, Research System , Inc., 2003.
    8. 林宗逸,THORplan 2.1使用說明,2007.
    9. C. Y. Lin, Y. H. Teng and Y-W H. Liu, “Comparison of Homogeneous Voxel Model with Detailed Voxel Model in the Treatment Planning Dose Calculations for BNCT,” Tenth International Congress on Neutron Capture Therapy, Sept. 8-13, 2002, Germany.
    10. S. C. Chung, Y-W H. Liu, Chen-Yen Lee, and T.Y. Lin, and Yinghua Tao, “Study of Material Grouping in Setting up the Head Model for Treatment Planning System for BNCT”, ICNCT-12, Advances in Neutron Capture Therapy, Oct. 9-13, 2006, Kagawa, Japan.
    11. J. T. Goorley W. S. Kiger R. G. Zamenhof, Reference dosimetry calculations for neutron capture therapywith comparison of analytical and voxel models, Med. Phys. 29 (2), February 2002.
    12. J.R. Albrittona and W.S. Kiger, Development of Reference Problems for Neutron Capture Therapy Treatment Planning Systems, ICNCT-12, Advances in Neutron Capture Therapy, Oct. 9-13, 2006, Kagawa, Japan.

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