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研究生： 吳書瑋
Shu-Wei Wu
論文名稱： 組織不均質及多葉式準直儀所造成能譜改變對蒙地卡羅方法模擬強度調控放射治療計畫的影響
Impact of tissue heterogeneity and spectral change through MLC on a Monte Carlo based IMRT simulation system
指導教授： 董傳中
Chuan-Jong Tung
李宗其
Chung-Chi Lee
趙自強
Tsi-Chian Chao
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： 2007
畢業學年度： 95
語文別： 中文
論文頁數： 94
中文關鍵詞： 多葉式準直儀 、蒙地卡羅模擬 、電子式影像擷取系統 、組織非均質 、強度調控放射治療 、能譜變化
外文關鍵詞： MLC, Monte Carlo simulation, EPID, tissue heterogeneity, IMRT, spectral change
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    • 在放射治療領域中，治療計畫系統（TPS）劑量計算理論會直接影響病人所接受的劑量，而在臨床上，大多採用簡化的方法來加快劑量計算速度。因此，在本研究中將利用EPID-蒙地卡羅系統作為劑量計算的依據，不僅可作為獨立於治療計畫系統的劑量計算系統，還可將兩套系統計算結果相互比較其劑量計算理論差異。在EPID-蒙地卡羅系統中，利用EPID所得強度映圖（efficiency map）輸入模擬系統中來取代實際上MLC移動所產生的射束調控效果，並且利用人體CT影像作為引入人體組織構造資訊的依據，在組織非均質劑量計算中，蒙地卡羅方法能夠真實根據不同組織劑量特性來進行劑量計算，故能更真實描述人體劑量分佈。此外由於利用強度映圖取代MLC，因此必須確認MLC對於總體劑量影響程度，作為使用此套系統的參考資訊。研究結果可以得知，MLC對於總體劑量影響不大，而加入人體非均質特性的EPID-蒙地卡羅系統，不論是開放式照野或是IMRT照野，其人體劑量分佈趨勢和現今商業化的治療計畫系統相似，甚至在組織介面區域更能表現出蒙地卡羅劑量計算的優越性，因此EPID-蒙地卡羅系統具有成為新一代劑量驗證系統的潛力。

    摘要 i 誌謝 ii 目錄 iii 圖目錄 vi 表目錄 xi 第一章 緒論 1 1.1 研究目的 1 1.2 文獻回顧 3 第二章 材料與方法 9 2.1 蒙地卡羅劑量計算系統 9 2.2 多葉式準直儀 13 2.3 電子式影像擷取裝置 16 2.4 多葉式準直儀所造成之射束能譜改變現象 20 2.5 電腦斷層影像數位假體 24 2.5.1 電腦斷層影像 24 2.5.2 CTCREATE 27 2.5.3 將人體組織做分類 31 2.5.4 各組織類別影像像素值範圍 34 2.5.5 建立專屬電腦斷層儀像素值密度轉換曲線 35 2.5.6 建立病人專屬數位假體 37 2.5.7 人體數位假體匯入蒙地卡羅劑量模擬系統之應用 37 第三章 結果與討論 41 3.1 MLC對於射束特性的影響 41 3.1.1 劑量貢獻來源分析 43 3.2 電腦斷層影像數位假體製作 50 3.2.1 將人體組織做分類 50 3.2.2 各組織類別影像像素值範圍 54 3.2.3 建立專屬電腦斷層儀CT值密度轉換曲線 56 3.2.4 電腦斷層中不均質組織之能量依存性 61 3.3 EPID-蒙地卡羅劑量系統應用 62 3.3.1 使用俄羅斯輪盤來提升模擬效率 62 3.3.2 開放照野 65 3.3.3 強度調控照野 73 第四章 結論 81 參考文獻 84 附錄 87

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