使用核磁共振成像（MRI）引导质子治疗能够降低治疗过程中质子束传递剂量路径变化等影响带来的射程不确定性,但MRI磁场会引起带电质子束的偏转导致剂量沉积分布的畸变,因此需要量化这一偏转现象并进行矫正。蒙特卡洛方法虽然计算精度高,但耗时大难以在临床环境中应用。因此,本文提出了一种快速的数值预测模型量化质子束的偏转,并且对偏转的矫正方法及其剂量学可行性进行了研究。目前的快速数值模型研究中缺乏对束流能散度的研究,但能散度会对磁场下Bragg峰值位置的偏移带来额外的影响。本文使用子束分解法并经盖格公式将有能散质子束与一特定能量的单能质子束的束流轨迹进行等效,实现对有能散质子束的快速预测。此外,文中还提出了异质以及非均匀磁场下相应的预测方法,实现了不同环境下的束流轨迹预测。经TOPAS蒙特卡洛仿真验证:数值模型对Bragg峰值位置的预测偏差在1 mm以下,整体束流轨迹的均方根误差不超过0.2 mm。为了矫正质子束偏转现象,本文通过调整笔形束入射参数以矫正Bragg峰值位置,并对矫正参数的计算方法进行研究。文中根据数值预测的结果对矫正参数进行初始化,并通过基于二分法的单因素优化的方法在数值预测模型中实现了矫正参数的快速计算。在CPU主频为2.3GHz的PC工作站下,计算时间不超过0.6 s。经TOPAS验证:矫正后的Bragg峰值位置与计划中参考位置的偏差不超过1 mm。论文进一步对矫正方法展开剂量学分析。文中将一个立方体水模型模拟肿瘤目标制定了初始的剂量配送计划,然后在MRI磁场中执行计划并对质子束进行矫正。通过TOPAS得到了计划与矫正后的剂量场,采用2 mm∕2%标准的γ剂量差异分析法进行分析。研究结果表明:矫正偏转需要Bragg峰位置与束流轨迹同时矫正,仅基于笔形束矫正无法矫正束流轨迹,但经过基于倾斜划分肿瘤扫描层和笔形束矫正的矫正方法优化方案后,所有矫正剂量场的γ通过率均达到100%,并且不会对肿瘤外区域造成额外的剂量沉积,其可行性在剂量学上得到了验证。