数学模型在现代医学的重要方面有应用，如理解、预测、治疗和数据处理。它已成功应用于大数据分析、生物流体动力学、心血管疾病、临床方案和测试、药物设计和发现、流行病学、遗传学、图像处理、免疫学、仪器仪表、微生物学、神经科学、肿瘤学、病毒学等多个重要医学领域。

辐射相关实践中的建模和模拟变得越来越流行，各种算法、代码和软件已经开发出来。其中一种方法是蒙特卡罗方法，它在模拟光子、电子、正电子和中子与环境的相互作用方面发挥着越来越重要的作用。与求解辐射输运数学方程的确定性模型不同，蒙特卡罗方法从横截面数据和物理概念出发，将样品相互作用作为概率函数。使用蒙特卡罗方法进行放射治疗剂量计算已经成为大多数相关领域模拟的最有效和一致的工具，从基本剂量量到临床加速器、探测器和患者治疗计划的完全真实模拟。通过使用MCNP代码(Monte Carlo N-Particle)和GEANT4代码(Geometry ANt Tracking)等，蒙特卡罗允许使用水幻影和离子室模型进行各种虚拟测试。统计蒙特卡罗方法已被证明提供最准确的剂量分布在病人和幻肢计算。

由于计算机技术的进步，以及当代计算机的计算能力，蒙特卡罗技术在医学上的应用越来越多。此外，这一进展也有助于其他计算方法和数学模型在医学上的应用。现代治疗计划系统中使用了新型分析和半分析计算机技术，使得对复杂的放射治疗技术如IMRT(强度调制放射疗法)和VMAT(体积调制电弧疗法)进行精确的放射治疗剂量分布计算成为可能。以及微剂量学中辐射剂量和各种参数的计算。

各种计算方法和数学建模技术不仅在放射治疗中有它们的位置，而且在核医学中也有它们的位置，因此，本特刊的目的是整理原始研究和综述文章，聚焦于计算方法和数学模型在放射医学、诊断和治疗中的最新创新应用。

潜在的主题包括但不限于以下内容:

• 诊断和放射治疗中用于放射模拟的专家软件的进展
• 治疗计划系统的新解决方案
• 造型在microdosimetry
• 计算方法在硼中子俘获治疗中的应用
• 放射治疗中基于纳米颗粒的放射敏化增强模型
• 蒙特卡罗法评价顺铂等化疗药物的剂量增强作用
• 蒙特卡罗方法在核医学和放射治疗中辐射输运计算中的新应用
• 碳离子治疗的计算方法和数学模型
• 皮肤放射治疗模型
• 全身辐照技术的建模
• 计算方法在癌症放射外科中的应用
• 远距放射治疗中平坦滤波自由光束的建模