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1、第19卷南华大学学报(自然科学版)Vol.192005年9月JournalofNanhuaUniversity(ScienceandTechnology)Sep.2005文章编号:1673-0062(2005)0067-04基于MCNP的BNCT人体头部剂量分布计算3付宏忠,于 涛(南华大学核科学技术学院,湖南衡阳421001)摘 要:根据中国人的头部特性,利用MCNP程序对国际上普遍采用的Synder人体头部模型进行修正,建立了具有中国人特征的用于BNCT的人体头部模型.依据该人头体模分别计算了基于微型中子源反应堆
2、所提供的快中子、超热中子和热中子进行治疗时的头部剂量分布,并对计算结果进行了分析,这为我国即将展开的BNCT临床治疗研究提供了依据.关键词:头部模型;BNCT;建模;剂量分布中图分类号:R730.1;R329文献标识码:BTheDoseDistributionofHeadforBNCTBasedonMCNP3FUHong2zhong,YUTao(SchoolofNucleusScienceandTechnology,NanhuaUniversity,Hengyang,Hunan421001,China)Abstrac
3、t:AccordingtothecharacteristicsoftheheadofChinesebody,MCNPcodewasusedtomodifyheadmodel.Syndergeometry,whichispopularadoptedintheworld,andaheadphantomwithChinesebodycharacteristicsforBNCTisestablished.Whenapatientistreatedbythefastneutron,super-heatneutronandhea
4、tneutronprovidedbyaMicro-Neutron-Sourcereactor,thedosedistributionsforhisheadwerecalculatedrespectivelybasedonthisheadphantomandtheresultswereanalyzed.Theworkinthispaperprovidesbasisforimpend2ingBNCTclinicaltreatmentresearchinourcountry.Keywords:modifiedheadpha
5、ntom;BNCT;establishingmodels;dosedistributions条直线上.粒子在肌体中的作用范围约为12-0 引言13μm(同细胞大小可比拟).该反应构成了硼中子硼中子俘获治疗(BoronNeutronsCaptureTher2俘获治疗(BNCT)的物理基础.GordonLocher于apy,简称BNCT)主要通过将具有选择性的含硼药1936年首先提出了BNCT的原理,假定硼可以有物注射入人体血液,然后富集于肿瘤细胞中,具有选择性地富集于肿瘤区,被热中子照射后,肿瘤区10超常热中子吸收截面
6、的B吸收热中子后迅速变吸收的剂量就远比正常组织高,可以达到杀死癌11[1]为B,紧接着分解为具有总动能为2.33MeV细胞,保护正常细胞的目的.47的He和Li粒子,这两种粒子飞行方向相反,在一作者简介:付宏忠,南华大学核科学技术学院2005届毕业生.3指导老师.68南华大学学报(自然科学版)2005年9月取自ICRU44报告,见表1;瘤区的材料见表2所1 模型和方法示;人头体模被空气包围.1.1 数学模型本文所采用的数学模型是对国际上普遍采用[2]的Synder模型的修正.最初的Snyder模型是由两个椭球组成,将
7、头分为大脑和颅骨两部分,修正模型再追加了一层5mm厚的皮肤层,并对Synder人体头部模型中的头部最大长,最大宽和水平围进行修正,采用适合中国人的各个标准.适合中国人的标准值分别为(单位:cm):头最大长:18.643±0.44;头最大宽:15.915±0.709;头水平围:56.[3]522±2.138.大脑在z方向有1cm偏心.整个空间被分为4部分:大脑,颅骨,皮肤,空气.修正后图2MCNP描述的人头体模型的X-Z面示意图的适合中国人特征的数学模型为:-3 表1 脑组织的成分ρP(g·cm)(1)脑和颅骨
8、的边界x2y2z-12原子序号元素空气颅骨大脑皮肤++=1(1)6.77.780.0012931.611.041.09(2)颅骨和头皮的边界1H05.610.7102226C0.0121.214.520.4xyz-1++=1(2)7.58.58.87N75.5342.24.2(3)头皮和空气的边界8O23.1843.571.264.522211
