均匀磁场下碳离子笔形束的剂量变化分析及位置修正方法

分析外加均匀磁场对于碳离子笔形束剂量分布的影响,并考虑修正这种影响,为磁共振成像引导碳离子放射治疗的临床应用提供指导。本文利用蒙特卡罗方法模拟计算了不同能量碳离子笔形束在不同强度磁场下的剂量分布情况,发现垂直于碳离子束入射方向的均匀磁场对于碳离子笔形束射程缩短的影响很小,磁场对碳离子束的主要影响是引起束流横向偏转,特别是碳离子束布拉格峰位置的横向侧移。横向侧移程度与碳离子束的能量和磁场强度相关,根据模拟结果,得到了一个计算碳离子束布拉格峰在磁场中相对横向偏转的方程,并提出一种校正外加磁场引起的碳离子束布拉格峰横移的角度修正方法。这些结果可用于指导磁共振图像引导碳离子放射治疗计划系统的研发。     

碳离子在不同材料叶片的多叶光栅上产生的次级粒子研究

在碳离子放射治疗中，碳离子束与治疗头设备和患者身体相互作用产生的次级粒子可以到达患者体内的许多区域，在产生的次级粒子中以中子和$\gamma $射线的产额为最大。在不影响束流配送功能的情况下，减少碳离子放疗中产生的次级中子和$\gamma $射线对于降低放疗后出现的正常组织并发症及二次肿瘤风险有着非常重要的意义。本文利用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法模拟计算了被动式束流配送系统下，400 MeV/u碳离子束照射到由不同材料叶片构成的多叶光栅(MLC)形成典型的10 cm×10 cm方形射野时，在水模体中产生的次级中子和$\gamma $射线所沉积的剂量及空间分布等。模拟结果显示:碳离子束通过MLC形成射野后在水模体中产生的次级中子主要分布在水模体的入射端，次级$\gamma $射线较为均匀的分布在整个水模体内，且较多分布在具有展宽Bragg峰(SOBP)射野在水模体中贯穿时的坪区。对于MLC叶片材料的选择，则需根据实际情况对叶片厚度以及次级粒子当量剂量的要求来确定。本文通过模拟研究不同MLC叶片材料产生次级粒子的情况，为被动式束流配送系统中MLC叶片及其他元件的材料选择提供了科学依据。     

Experimental measurement of the correlation between CT number and heavy ion range

For precision delivery of the Bragg peak of a heavy-ion beam to a target volume in ion beam therapy, it is necessary to know the tissue stopping power. A general approach to solve this problem in ion beam therapy is to convert X-ray CT (computed tomography) numbers into water-equivalent path length (WEPL) coefficients using a CT-WEPL calibration curve for all voxels traversed by the beam. This work aims at establishing a CT-WEPL coefficient calibration curve for the heavy ion therapy project at IMP, so as to compute the range of carbon ion beams in tissues easily according to the patient CT data. Several tissue-equivalent materials were applied to measure their WEPL coefficients using a high-energy carbon ion beam in this work. A CT-WEPL calibration curve was obtained through fitting the measured data, which can be used directly for dose optimization and facilitates the design of patient treatment plans significantly at IMP.     

一些结构线性系统的SBE与P-SBE的比较

很多重要的结构矩阵都属于Rn或Cn上纯量积定义的Jordan代数J或者是Lie代数L.本文比较线性系统AX=B关于近似解的范数型结构向后误差(SBE)与偏结构向后误差(P-SBE).这里系数矩阵A∈J或A∈L.在给出若干预备性结果后,先对单右端项情形比较SBE与P-SBE,然后对多右端项情形比较.部分结果是Sun近期的一些结果的推广.     

KKT系统结构条件数与条件数的比较

本文讨论Karush-Kuhn_Tucker(KKT)系统的条件数．首先利用单参数展开方法建立了Byers型不等式,然后讨论结构条件数与条件数的定性比较,结果表明,在极端情形,条件数与结构条件数之比可以任意大．     

Sylvester方程在矩阵扰动分析中的应用

§1.引言 矩阵扰动分析的研究对于矩阵论的发展及数值分析问题计算结果的分析和处理都有重要意义.有关特征值、广义特征值及最小二乘问题的主要研究结果均含于[1]中,[5]运用二次方程根的判别法通过对代数Ricatti方程的解的估计给出了QR分解因子及Cholesky因子的扰动分析,但论证方法及所得结果都比较复杂且所求条件很强.[3]和     

广义特征值的Wilkinson条件数

1．引言设AE＊”“”是可相似对角化矩阵，从而有可逆阵X，YE＊”””使得那么，A的特征值Aj的Wilkinson条件数定义为［1］若Aj为重特征值，则如上定义的条件数不唯一，因而应用不方便．最近，SunI61针对半简单卜misimPle）特征值引入了Wilkinson条件数，并把Wilkinson于1972年证明的一条结果进行了推广．作者在［3］中对简单广义特征值引入了Wilkinson条件数，并指出Wilkinson定理的推广形式．但如何针对半简单广义特征值引人Wilkinson条件数仍没有解决．解决这个问题有利于扰动理论研究，并在分析计算结果精度时有用．若不特别说明…     

关于QR分解的注记

1 引言 在信号处理、时间序列分析中,QR分解有重要应用.设X_n={x_1~H…x_n~H}为n×p矩阵，每个x_i~H都是落入某个正则区间的数据样本。若序列{X_i~H}非平稳，则需要压缩老数据以抑制其污染新数据所带的信息。指数窗法是解决这个问题的一种重要而又常用     

多原子分子在金属表面解离吸附的量子动力学研究

利用SVRT模型计算CD4在Ni(100)表面的解离几率随动能的变化关系, 给出对应初始状态(v=1, 2, 3, j=1)和(v=2, j=1, 3, 5)时的计算结果, 画出了解离关系曲线.     

O(3P)+CD4反应的含时波包动力学计算

基于Modified Jordan和Gilbert的势能面,运用SVRT(semirigid vibrating rotor target)模型和TDWP(Time-Dependent Wave Packet)方法,对O(3P)+CD4反应体系进行了含时量子动力学计算,给出了该体系的总反应几率,散射截面和热速率常数等结果.通过对j=0时, v=0,1的反应几率的计算,看出D-CD3的振动激发,极大地提高了反应几率,而反应阈能明显降低,说明反应分子的振动能对分子的碰撞反应有重要贡献. 而对于v=0时j=0,1,2,3的反应几率的计算,得出转动量子数j的增大,也会使反应几率有较大的提高,但反应阈能基本不变.