精确放射治疗(精确放疗)是肿瘤治疗的三大手段之一,治疗计划系统(TreatmentPlanning System,简称TPS)是供放疗医生和放疗物理师设计治疗方案并对治疗方案的效果进行事前验证的软件系统。剂量计算是放射治疗计划系统的核心功能之一,本论文工作基于精确放射治疗计划及质量保证系统ARTS,对临床常用的笔形束剂量计算方法所涉及的关键科学技术问题进行了深入研究,并发展了相应计算方法与计算模块。创新性研究内容主要包括研究蒙特卡罗(蒙卡)笔形束核的获取方法、发展基于蒙卡笔形束核的光子剂量计算方法——蒙卡有限笔形束光子剂量计算方法,以及探讨过渡层厚度对基于分区的混合剂量计算方法的影响——为了下一步研究蒙卡有限笔形束光子剂量计算与蒙卡的混合剂量计算方法做准备。在蒙卡有限笔形束光子剂量计算中,笔形束核的获取是其关键问题之一。本工作在对现有笔形束剂量计算方法进行了调研的基础上,提出了一种新的笔形束核模型:包含了加速器能谱信息的蒙卡模拟的笔形束核,并根据空间对称性,提取部分模拟结果的剂量数据作为笔形束核的数据库,大大减少了笔形束的存储数据量。在上述新的笔形束核模型的基础上,本工作提出了基于蒙卡模拟的笔形束核的蒙卡有限笔形束光子剂量计算方法,并编程实现。经测试表明,其满足临床对剂量计算的要求,为临床TPS提供了一种快速且精度较高的光子剂量计算工具。在以上的基础上,进一步探讨了过渡层厚度对区域蒙特卡罗剂量计算方法的影响,给出了过渡层厚度与计算精度和计算速度的关系,为分区混合算法提供了必要性的验证,从而为下一步研究蒙卡有限笔形束光子剂量计算与蒙卡的混合剂量计算方法做准备。