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基于蒙特卡罗方法的BNCT-SPECT系统的信号/本底特性研究
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作者 季一尘 郑俞 梁天骄 《核技术》 北大核心 2026年第3期10-19,共10页
硼中子俘获疗法(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)作为一种高效的肿瘤靶向治疗技术,其疗效已得到验证。治疗过程中硼剂量分布的实时监测是当前BNCT临床应用亟待突破的关键瓶颈,其测量精度直接关系到治疗效果与安全性。基于^(10)B(n,... 硼中子俘获疗法(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)作为一种高效的肿瘤靶向治疗技术,其疗效已得到验证。治疗过程中硼剂量分布的实时监测是当前BNCT临床应用亟待突破的关键瓶颈,其测量精度直接关系到治疗效果与安全性。基于^(10)B(n,α)^(7)Li反应释放478 keV瞬发γ射线的特性,采用单光子发射计算机断层成像(Single-Photon Emission Computed Tomography,SPECT)技术探测该478 keVγ射线,有望解决^(10)B剂量监测难题。然而,BNCT治疗产生的强中子-γ混合辐射场引发的高本底环境,严重制约了BNCT-SPECT系统的临床应用。本研究针对蒙特卡罗方法在BNCT-SPECT系统探测器的脉冲高度谱计算中存在的效率低下、统计性不足的难题,提出了一套甄别信号/不同来源本底的探测器脉冲高度谱(Pulse Height Spectrum,PHS)的分步接续计算方法,即分别计算每个源的PHS,然后将其叠加以获得总频谱,大幅度提升了计算效率与精度,实现了对目标信号及本底来源的定量解析。模拟结果显示:本文设计的BNCT-SPECT系统中,478 keV能道总计数率为6.83 s^(-1),其中^(10)B(n,α)^(7)Li反应贡献占比为53%(含肿瘤区域29%、正常组织24%);最大本底来源于^(1)H(n,γ)^(2)D反应产生的2.223 MeVγ射线的康普顿散射,占比达33%;探测器材料吸收中子产生的瞬发γ射线贡献2%;其他杂散γ射线贡献约12%。值得注意的是,2.223 MeVγ射线产生的本底贡献中约71%为穿透准直器孔壁斜入射进入探测器,揭示可通过优化准直器参数进一步抑制该项本底。 展开更多
关键词 bnct-spect 蒙特卡罗 脉冲高度谱 源项
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