モンテカルロコンピューティング用量、ケルマ、フルエンス分布は、小さなメガボルテージフォトンフィールドによって照射された異種スラブの幾何学を照射します

小規模線測量測定は、癌患者への放射線療法の計画と送達の中心です。小規模の線量測定は、低密度組織における荷電粒子平衡（CPE）の喪失、ソース閉塞、電子散乱効果などの複雑な問題に悩まされています。現在の研究の目的は、モンテカルロ（MC）法を使用した不均一培地での吸収用量、ケルマ、およびフルエンス分布の計算を通じて、小さなフィールドの基本物理学を解明することです。吸収された用量とKermaは、0.25×0.25から7×7 cm2（6 mV 'フルリナック'ジオメトリの場合）および0.25×0.25〜16×16 cm2（15 mV 'フルリナック'幾何学の場合）の範囲の四角いフィールドサイズのビーム用のdosrznrc mcユーザーコードを使用して計算されました。骨の不均一性では、6 mVで1×1 cm2 <1×1 cm2、15 mVで3×3 cm2 cm2で用量が増加し（均一な水）、6 MVで⩾3×3 cm2でフィールドサイズ（均質な水）が減少します（均質な水）肺の不均一性では、6 mVで5×5 cm2を> 5×5 cm2、15 mVで⩾16×16 cm2のフィールドサイズの均一な水と比較して、線量の減少は無視できます。不均一ファントムの骨および肺スラブの中心にある吸収用量と衝突と皮の比率D/k Colの吸収型のほぼユニティ値は、6 mVで1×1 cm2を> 1×1 cm2、15 mVで⩾5×5 cm2で骨サイズを> 1×1 cm2の骨でCPEが達成されることを示しています。CPEは、6 mVで5×5 cm2を> 5×5 cm2、15 mVで⩾16×16 cm2で肺で達成されます。0.25×0.25 cm2フィールドの電子蛍光摂動因子は、骨と水の場合は1.231および1.403、6および15 mVでそれぞれ肺から水への0.454および0.333でした。Quasi-CPEに十分な大きさのフィールドサイズの場合、MC由来の用量摂動因子、肺から水、[式：テキストを参照]は統一に近いものでした。電子濃度の摂動因子、肺から水、[式：テキストを参照]は、Fano定理と一致して、約1.0でした。肺の不均一性の15 mVでは、一次電子流動スペクトルの大きさと「形状」も水の大きさとは大きく異なります。水と比較しての梁半分は、骨の不均一性では狭く、肺の不均一性がすべてのフィールドサイズで広くなっています。

Small-field dosimetry is central to the planning and delivery of radiotherapy to patients with cancer. Small-field dosimetry is beset by complex issues, such as loss of charged-particle equilibrium (CPE), source occlusion and electron-scattering effects in low-density tissues. The purpose of the present research is the elucidation of the fundamental physics of small fields through the computation of absorbed dose, kerma and fluence distributions in heterogeneous media using the Monte-Carlo (MC) method. Absorbed dose and kerma were computed using the DOSRZnrc MC user-code for beams with square field sizes ranging from 0.25 × 0.25 to 7 × 7 cm2 (for 6 MV 'full linac' geometry) and 0.25 × 0.25 to 16 × 16 cm2 (for 15 MV 'full linac' geometry). In the bone inhomogeneity the dose increases (vs. homogeneous water) for field sizes <1 × 1 cm2 at 6 MV and ⩽3 × 3 cm2 at 15 MV and decreases (vs. homogeneous water) for field sizes ⩾3 × 3 cm2 at 6 MV and ⩾5 × 5 cm2 at 15 MV. In the lung inhomogeneity there is negligible decrease in dose compared to in uniform water for field sizes >5 × 5 cm2 at 6 MV and ⩾16 × 16 cm2 at 15 MV, consistent with the Fano theorem. The near-unity value of the absorbed-dose to collision-kerma ratio, D/K col, at the centre of the bone and lung slabs in the heterogeneous phantom demonstrates that CPE is achieved in bone for field sizes >1 × 1 cm2 at 6 MV and ⩾5 × 5 cm2 at 15 MV; CPE is achieved in lung at field sizes >5 × 5 cm2 at 6 MV and ⩾16 × 16 cm2 at 15 MV. Electron-fluence perturbation factors for the 0.25 × 0.25 cm2 field were 1.231 and 1.403 for bone-to-water and 0.454 and 0.333 for lung-to-water at 6 and 15 MV, respectively. For field sizes large enough for quasi-CPE, the MC-derived dose-perturbation factors, lung-to-water, [Formula: see text] were close to unity; electron-fluence perturbation factors, lung-to-water, [Formula: see text] were ∼1.0, consistent with the Fano theorem. At 15 MV in the lung inhomogeneity the magnitude and also the 'shape' of the primary electron-fluence spectrum differ significantly from that in water. Beam penumbrae relative to water are narrower in the bone inhomogeneity and broader in the lung inhomogeneity for all field sizes.