Geant4不同物理模型对放疗质子束模拟的影响

Monte Carlo方法常用于质子束剂量模拟以优化质子束临床治疗,合适的物理模型选择关系到Monte Carlo模拟结果的可靠性及模拟效率。本工作选取9个可用于质子模拟的Geant4物理模型,计算比较了质子束在多种介质中的剂量及次级粒子产额。结果表明:标准电磁物理模型、低能电磁Penelope模型和Livermore模型虽在模拟质子整体剂量分布上可接受,但在微观上缺失重粒子生成。参数化驱动模型LHEP的模拟时间最短,但与QGSP相同,均不能产生复杂重离子。QGSP_BIC_EMY模型较其他模型明显低估Bragg峰-入口剂量比和绝对剂量。QGSP_BERT模型、QGSP_BIC模型和FTFP_BERT模型较适合放疗质子束模拟。