NECP团队彭贺宇、郑琪、汪威、贺清明、曹良志、祖铁军、王永平在《强激光与粒子束》上发表封面文章《基于蒙特卡罗方法的BNCT头部肿瘤案例的剂量学研究》，刊登在2026年第38卷第9期（专题：蒙特卡罗方法及其应用，专题主编：邓力）。
《强激光与粒子束》2026年第38卷第9期封面（本文为封面文章）
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论文信息
基于蒙特卡罗方法的BNCT头部肿瘤案例的剂量学研究
彭贺宇，郑琪*，汪威，贺清明，曹良志，祖铁军，王永平西安交通大学核科学与技术学院，西安710049
研究背景
硼中子俘获治疗（BNCT）是将对热中子具有极高俘获截面的B-10靶向药物注入体内并富集于肿瘤区域，再以中子束照射，使B-10与中子发生核反应释放高能粒子，在细胞尺度内精准杀伤肿瘤细胞、对周围正常组织损伤极小的创新性“二元靶向”癌症治疗技术。然而，中子输运过程复杂，蒙特卡罗治疗计划计算极其耗时；同时，针对头部肿瘤的剂量学研究长期存在空白，制约了BNCT的临床应用。本文基于自主研发程序NECP-MCX开展蒙特卡罗加速优化与前后处理模块开发，并对一例头部肿瘤病例开展剂量分布计算研究。
文章亮点
本文核心亮点是自主研发的蒙特卡罗程序NECP-MCX，通过算法加速与前后处理模块开发，实现了BNCT剂量计算的高效化与精准化，并在头部肿瘤病例上完成双程序交叉验证。主要表现在：
1、实现蒙特卡罗剂量计算的大幅提速。采用体素几何快速追踪、输运-计数一体化、MPI并行优化三大加速策略，将单次剂量计算时间从2h缩短至9.4min，提速约13倍，为BNCT临床治疗计划的制定提供了高效方法。
2、研发了完整的前后处理模块。前处理模块覆盖DICOM影像解析、材料-硼浓度映射、三维体素建模；后处理模块输出剂量-深度曲线、剂量体积直方图（DVH）与剂量分布图，打通了从医学影像到临床剂量评估的完整链条。
3、完成NECP-MCX与MCNP双程序交叉验证。两套程序的剂量曲线、DVH与剂量分布图在10cm深度内相对偏差均低于5%，验证了前后端处理与计算核心的准确性，也确保了数据可靠。在治疗效果方面，该病例BNCT单次治疗仅需63分钟即可完成，在确保肿瘤靶区90%体积达到60Gy处方剂量的同时，将健康组织受量控制在12.5Gy以下，体现出显著的肿瘤靶向硼剂量沉积特性，为BNCT头部肿瘤治疗提供了方法学支撑。
通讯作者简介
郑琪，本文通讯作者
郑琪，男，西安交通大学核工程计算物理（NECP）实验室助理研究员。2020年毕业于西安交通大学核科学与技术学院，获核反应堆物理工学博士学位，目前主要从事蒙特卡罗粒子输运算法方面的研究，现主持应用于BNCT的蒙特卡罗光子输运程序的开发，为本文通讯作者。
团队简介
团队合影
西安交通大学核工程计算物理（NECP）实验室创建于2004年，现有教师13名、硕士/博士研究生130余名。团队围绕国家在民用核电、J用H能及未来聚变能等方面的重大需求，长期从事核数据加工与宏观检验、先进数值计算方法研究与H能工业软件研发、先进核反应堆设计、反应堆运行技术开发等方面的应用和基础研究，先后承担国家“973”“863”、H能开发项目、大型工业软件项目、重点研发计划、自然科学基金、GF预研等国家级科研项目50余项，发表高水平学术论文400余篇，获授权发明专利100余项、软件著作权70余项，获国家级、省部级科技奖励10余项。团队基于数十年研究成果，开发了30余套适用于各类堆型的核反应堆物理分析软件，成果已在华龙一号、示范快堆、高温气冷堆等多个国家ZD工程项目中获得成功应用。
本文主要内容来自《强激光与粒子束》官网，论文亦见于微信公众号《强激光与粒子束》。论文原刊于《强激光与粒子束》2026年第38卷第9期。点击链接查看全文：https://www.hplpb.com.cn/article/doi/10.11884/HPLPB202638.250291
