张晖
- 作品数：9 被引量：10H指数：2
- 供职机构：中国科学院更多>>
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- 相关领域：医药卫生理学航空宇航科学技术机械工程更多>>
- 疏水涂层表面防冰效果的结冰风洞实验研究被引量：7
- 2013年
- 采用结冰风洞实验的研究方法,对不同疏水涂层表面的防冰效果进行了研究,建立了综合考虑结冰外形、结冰速率和结冰强度等量化参数的防冰效果评估方法。实验研究表明,硅橡胶的防冰效果并不明显,但添加16烷的硅橡胶却显示出了更好的防冰效果,因此,在高分子涂层中添加小分子材料是一种值得探索的防冰涂层研究方向。疏水涂层只能降低结冰速率,无法完全杜绝材料表面的结冰现象,需要对涂层配方及其防冰机理进行更深入的研究,才能获得更好的防冰效果。研究结果对于防冰理论和技术的发展具有现实的意义。
- 肖春华胡站伟桂业伟林贵平张晖
- 关键词：疏水涂层结冰风洞
- 碳离子束混合LET辐照的EBT3辐射变色胶片剂量修正方法
- 2022年
- 针对EBT3辐射变色胶片对碳离子束混合LET辐照的剂量欠响应比较了两种剂量修正方法。利用260 MeV/u的碳离子束通过被动降能得到多种剂量平均LET的碳离子束,利用这些碳离子束进行了胶片剂量响应刻度辐照,选择最佳的拟合公式得到了胶片剂量刻度曲线。使用RE(Relative Efficiency)量化了EBT3胶片随LET的剂量欠响应,并使用RE剂量修正法修正了混合LET辐照胶片的剂量。此外,根据剂量刻度曲线公式中拟合参数随不同LET所占剂量比例的变化规律,提出了拟合参数剂量修正法并修正了混合LET辐照胶片的剂量。最后比较了这两种方法的结果,表明拟合参数方法得到的剂量偏差在5%以内,优于RE方法10%以内的剂量偏差。
- 白凯段星竹马圆圆张晖张晖张晖刘新国
- 碳离子放射治疗中细胞存活实验数据处理方式对生物剂量分布计算值的影响
- 2023年
- 探究了细胞克隆存活实验中不同数据处理方法对线性平方(LQ)模型参数拟合值的影响及其用于治疗计划中所得生物剂量分布计算值的影响。依据LQ模型拟合T98G细胞碳离子辐照细胞克隆存活实验的数据,分别按照是否考虑细胞存活率标准差和以两种不同方式考虑贴壁效率得到4组LET-α和LET-β数据,并选择其中3组构建了3套matRad治疗计划系统的基础数据用于治疗计划研究。在仅考虑0 Gy贴壁效率时,是否考虑细胞存活率标准差拟合,在LET较低时对α值影响较小,对β值影响较大;在LET较大时,对α值影响较大,对β值影响较小。在考虑细胞存活率标准差时,两种不同方式考虑贴壁效率拟合的结果偏差较小,除200 keV/μm外,两组α值的相对偏差不超过±10%。Planset2与Planset1相比,总是高估了D_(max),D_(min)和D_(95)。结果表明,是否考虑细胞存活率标准差与以两种不同方式考虑贴壁效率相比,前者对拟合得到的α,β系数影响更大。治疗计划系统中不同基础数据间生物剂量分布计算值的相对偏差范围,小于拟合实验数据获得的各组α,β值的相对偏差范围。
- 段星竹马圆圆张晖张晖张晖刘新国
- 关键词：RBE生物剂量
- 均匀磁场下碳离子束剂量平均LET及纳剂量学量的分布
- 2022年
- 随着磁共振成像(MRI)技术的发展,图像引导放射治疗在放射肿瘤学中的作用和重要性正在迅速增加,本研究分析了外加均匀磁场对碳离子束的剂量平均LET以及纳剂量学量的影响。通过基于GEANT4内核的GATE蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)模拟平台,模拟计算了不同磁场环境下,不同能量碳离子束剂量平均LET和纳剂量学量的分布。结果发现,平行磁场对碳离子束的剂量平均LET和纳剂量学量均无显著影响,垂直磁场对碳离子束的剂量平均LET及纳剂量学量的影响主要集中在布拉格峰区域,其影响主要是碳离子束在磁场中受到洛伦兹力作用而发生横向偏转,进而使得碳离子束布拉格峰位置发生横向侧移导致的。这些结果为进一步研究磁场对碳离子束治疗性能的影响打下了坚实的基础。
- 王子涵王子涵张晖张晖陈卫强刘新国
- 关键词：磁场蒙特卡罗模拟
- 基于LNDM模型的碳离子束混合辐射场相同剂量平均LET下关键纳剂量学指标及RBE分析被引量：1
- 2021年
- 纳剂量学量正在成为新的表征辐射品质的量,也是用于精确计算相对生物学效应(RBE)的基础数据。具有相同剂量平均传能线密度(LET)离子束混合辐射场导致的生物学效应也未必相同。为研究关键纳剂量学指标[电离簇尺寸NICS≥1的条件概率密度分布的一阶矩(M^(C1)_(1))、NICS≥2的条件概率密度分布的一阶矩(M^(C2)_(1))、NICS≥2的累计概率(F^(C1)_(2))和NICS≥3的累计概率(F^(C2)_(3))]以及RBE在相同剂量平均LET混合辐射场中的分布,在蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)模拟的基础上,结合单能离子束关键纳剂量学指标数据集,计算得到了不同能量碳离子束在不同贯穿深度处相同剂量平均LET混合辐射场中的M^(C1)_(1)、M^(C2)_(1)、F^(C1)_(2)、F^(C2)_(3)及RBE值。计算结果显示:在相同剂量平均LET混合辐射场中,不同能量碳离子束的F^(C2)_(3)没有发生显著变化,而M^(C1)_(1)、M^(C2)_(1)和F^(C1)_(2)变化显著,且随能量的增大而减小,并且随剂量平均LET的增加,M^(C1)_(1)、M^(C2)_(1)和F^(C1)_(2)变化差异逐渐变大。正是由于M^(C1)_(1)、M^(C2)_(1)、F^(C1)_(2)和F^(C2)_(3)的不同,在相同剂量平均LET混合辐射场中基于纳剂量学模型计算得到的RBE值也显著不同。这些结果表明,剂量平均LET并不能很好地用于描述离子束混合辐射场的品质,而关键纳剂量学指标则有望成为表征离子束混合辐射场品质的量。
- 杨静芬张晖张晖戴中颖刘新国李强
- 关键词：蒙特卡罗模拟
- 重离子加速器示范装置被动式束流配送系统次级中子特征的蒙特卡罗研究
- 2022年
- 在碳离子放射治疗中,碳离子束在剂量配送过程中会与束流输运线相互作用,形成以中子辐射为主的外辐射场。由于中子是高LET射线,具有较高的相对生物学效应,减少碳离子放疗中产生的次级中子有助于降低放疗后正常组织并发症几率及二次肿瘤风险。利用蒙特卡罗方法对保守情况(能量为400 MeV/u,多叶光栅完全闭合)下碳离子治疗被动式束流配送系统引发的外源性中子在等中心点周围不同位置的注量谱及剂量当量谱进行模拟计算,评估了次级中子辐射的剂量当量贡献;同时探究了多元限束装置即多叶光栅不同开口大小对次级中子剂量当量的影响。模拟结果显示:高能中子(≥15 MeV)对所有模拟位置的中子剂量当量占比最高可达26%。实际治疗条件下,当多叶光栅开口由闭合状态扩大至15 cm×15 cm,等中心点和横向远端位置的次级中子剂量当量强度下降约85%,而束流方向远端位置下降约70%。这些结果可用于指导不同治疗条件下次级中子的研究,为治疗条件下评估患者所受非治疗辐射提供依据。
- 黄盛聪张晖张晖刘新国陈卫强刘新国戴中颖
- 关键词：次级中子蒙特卡罗方法
- 多材料3D打印微管阵列神经支架研究
- 2023年
- 针对外周神经修复中使用的多通道神经支架加工困难的问题,提出了多材料3D打印技术制备微管阵列甲基丙烯酸酐化明胶(GelMA)神经支架的方法。通过多喷头3D打印技术实现了GelMA材料和明胶材料的多材料精密挤出成型,基于成型过程中明胶材料低温凝胶和升温溶芯工艺获得了高密度微管阵列结构,对最终成型的GelMA神经支架的微管直径、微管间距、孔隙率和力学性能等关键参数进行了评价。研究结果表明:微管直径和间距尺寸的制造误差分别为2.4%和0.3%。随GelMA浓度的增加支架力学性能呈增强的趋势,支架孔隙率呈逐渐降低的趋势。当GelMA浓度为5%和7%时,支架孔隙率在90%以上。综合支架的营养物质扩散、制造误差和力学性能,浓度为7%的GelMA微管阵列神经支架有望满足外周神经再生的需求。
- 张晖张晖张黎明张黎明
- 关键词：神经支架
- 碳离子治疗计划中的RBE加权剂量鲁棒优化方法
- 2022年
- 提出基于混合束模型的相对生物学效应(RBE)加权剂量鲁棒优化方法,用于减少碳离子束射程和摆位偏差对生物剂量分布的影响。建立概率组合鲁棒优化模型,利用二次型目标函数表达式,分别制定针对物理吸收剂量和RBE加权剂量的碳离子束治疗计划,并基于共轭梯度优化算法求解出各自最优的权重解,使得靶区和危及器官(OAR)实际剂量分布在射程和摆位偏差组合情况下尽量满足剂量要求。采用C型靶模型测试鲁棒优化方法的有效性。与基于计划靶区(PTV)的常规优化方法相比,针对物理吸收剂量的鲁棒优化计划临床靶区(CTV)的△D_(95%)减少10.00 cGy,OAR的△D_(5%)和△Dmax分别减少21.50和35.97 cGy,计划的鲁棒性得到了很好的提升。针对RBE加权剂量的鲁棒优化计划CTV的△D_(95%)降低14.00 cGy(RBE),OAR的△D_(5%)和△D_(max)分别减少19.00和26.28 cGy(RBE),说明该方法不仅减少了CTV的生物剂量变化,也减少了OAR的生物剂量热点。该结果证明了基于混合束模型的RBE加权剂量鲁棒优化方法在有效提高碳离子放疗计划鲁棒性的同时使OAR也得到了很好的保护。
- 王文宇刘新国张晖张晖张晖李强
- 关键词：生物效应
- 重离子治癌笔形束精确模型的研究进展被引量：2
- 2018年
- 中国科学院近代物理研究所(IMP)目前的重离子治疗计划系统是采用单一高斯模型来描述笔形束的横向剂量分布的,但是对重离子在介质中产生的次级粒子剂量贡献考虑不充分的单一高斯模型不足以描述真实的笔形束横向剂量分布。精确的笔形束模型还应该包含描述由次级粒子所产生的低剂量包络。本研究对笔形束精确模型中对离轴区域低剂量包络的成因、性质、剂量贡献、数学模型及低剂量包络探测方法的研究进展进行了综述,并基于武威重离子治疗中心医用重离子加速器示范装置(HIMM-WW)水平束治疗头的设备布局,利用Monte Carlo方法模拟计算了不同能量重离子笔形束的离轴剂量分布,探讨了模拟计算所得笔形束横向剂量分布与不同数学模型的符合程度。验证了已有文献中所提到的三重高斯模型能更好地描述笔形束的横向剂量分布这一结论。这些工作为下一步改进IMP重离子治疗计划系统中的重离子笔形束模型奠定了基础。
- 张晖张晖刘新国戴中颖刘新国
- 关键词：治疗计划系统
