基于三角面片网格的加速器机头部件建模方法

摘要

目的：提出基于三角面片网格的加速器机头部件建模方法，并建立网格内的粒子输运方法。方法：提取部件的结构表面，离散为三角面片，构建三角面片网格。计算粒子射线与各三角面片的交点，将距离最近的相交面片作为目标面片。粒子向前输运，若到达目标面片前发生反应，更新粒子状态；若粒子到达面片，更新所在材料。随后重新计算目标面片，继续输运直到粒子打出部件或死亡。基于该方法建立限光筒与挡铅模型，采用EGSnrc软件建立参考模型，对比两种模型计算的剂量，验证本研究建模方法的准确性。结果：对于限光筒模型，本研究模型与参考模型计算剂量的三维伽马通过率（2%/2 mm）为99.7%。本研究的机头建模耗时122.09 s，体内输运耗时75.65 s；参考模型对应耗时分别为3.68和1.05 h。对于挡铅模型，伽马通过率为99.4%。本研究的机头建模耗时125.37 s，体内输运耗时73.66 s；参考模型对应耗时分别为5.31和1.15 h。结论：本研究提出的基于三角面片网格的机头部件建模与粒子输运方法可用于复杂机头部件建模。

关键词

放射治疗 / 蒙特卡罗方法 / 剂量计算 / 加速器建模 / 三角面片网格