透射式X射线管在kV级放射治疗的蒙特卡罗研究

摘要

透射式X射线管是相对较新的设备、具有可移动、适合小型化设计、辐射屏蔽要求低等特点，是用于kV级X射线放疗的理想放射源，但其在放射治疗中的应用研究仍存在一定空白。本研究采用蒙特卡罗软件TOPAS 3.8.1建立透射式X射线管的电子打靶模型，首先探讨不同厚度钨靶对X射线出束效率的影响，结果表明，管电压为50 kV、钨靶厚度为1.4μm时射线出射效率最高。基于出射效率最高时的能谱，采用多项式拟合方法确定了20～35 keV平均能量范围内对应的铝过滤厚度，拟合平均误差为0.91%。对不同平均能量能谱和不同源皮距条件下X射线在水模体的剂量沉积进行模拟，绘制不同治疗参数下的百分深度剂量曲线及相对归一化剂量深度曲线，并构建了相对归一化剂量直方图。将模拟结果与术中放疗设备Intrabeam和浅层X射线放疗设备SRT-100的深度剂量实验数据进行对比，发现平均相对误差分别为3.71%和4.38%。研究结果为透射式X射线管在kV级X射线放射治疗中的的进一步优化提供了理论依据。

关键词

透射式X射线管 / kV级X射线放射治疗 / 蒙特卡罗 / 术中放疗 / 浅层X射线放疗 / 剂量学