[發明專利]存在遮擋材料的三維劑量貢獻分布模型構建方法及其應用

在審

• 申請號: 201710084560.3
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN107041999A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 龐皓文
• 申請（專利權）人: 西南醫科大學附屬醫院
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙)51228
• 代理人: 張鳴潔

1.一種放射劑量貢獻的計算方法，其特征在于，放射源j與目標點i之間存在遮擋材料，計算目標點i處放射劑量貢獻的方法，具體包括以下步驟：

(1)獲得計算參數，包括以下內容：

設放射源j為坐標的原點，即放射源j坐標為j(0，0，0)，則目標點i相對于放射源j的坐標為

放射時間t作為放射劑量貢獻的自變量；

遮擋材料厚度L_i，根據遮擋材料實際情況得出；

遮擋材料對于放射源的平均衰減系數根據遮擋材料和放射源性質得出；

射線的散射比n，根據放射源性質得出；

(2)利用下列公式進行計算：

其中：S_k為空氣比釋動能強度；∧為劑量率常數；G(r，θ)為幾何因子；g(r_i，θ_i)為徑向劑量函數；F(r_i，θ_i)為方向性函數；以上均能夠通過裂隙放射源的放射治療劑量公式(TG43)得出，d_i則為放射源j在目標點i處的放射劑量貢獻。

2.一種存在遮擋材料的三維劑量貢獻分布模型構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

(A)設放射源j坐標為則目標點i相對于放射源j的坐標為

(B)設放射源j所在三維空間內存在m個目標點i，則第m個目標點i的坐標為

(C)根據權利要求1提供的放射劑量貢獻的計算方法，得出放射源j在第m個目標點i處的放射劑量貢獻：

其中：S_k為空氣比釋動能強度；∧為劑量率常數；G(r，θ)為幾何因子；g(r_im，θ_im)為徑向劑量函數；F(r_im，θ_im)為方向性函數；以上均能夠通過裂隙放射源的放射治療劑量公式(TG43)得出，d_im則為放射源j在第m個目標點i處的放射劑量貢獻，即存在遮擋材料的三維劑量貢獻分布模型；

所有目標點的總放射劑量貢獻D_i為：

3.存在遮擋材料的三維劑量貢獻分布模型作為輔助腫瘤近距離放射治療計劃制定的應用。

4.根據權利要求3所述存在遮擋材料的三維劑量貢獻分布模型的應用，其應用具體過程包括以下步驟：

(a)選擇合適的放射源和遮擋材料，并獲取患者近距離放射治療時的斷層圖像；

(b)根據放射源、遮擋材料、斷層圖像的具體情況，確定放射源的駐留點、以及放射源在駐留點的放射時間；

(c)將權利要求2所構建的存在遮擋材料的三維劑量貢獻分布模型輸入商業數學軟件，通過商業數學軟件結合放射源的駐留點和放射時間，模擬出整體放療過程中三維劑量貢獻分布模型；

(d)對模擬出存在遮擋材料的三維劑量貢獻分布模型進行實體驗證；

(e)將存在遮擋材料的三維劑量貢獻分布模型導入近距離治療計劃系統中，通過近距離治療計劃系統配合腫瘤近距離放射治療計劃的制定。

5.根據權利要求4所述的存在遮擋材料的三維劑量貢獻分布模型的應用，其特征在于，所述步驟(a)中，患者的斷層圖像采用CT機掃描獲取。

6.根據權利要求4或5所述的存在遮擋材料的三維劑量貢獻分布模型的應用，其特征在于，所述步驟(a)中，選擇的遮擋材料為鉛或鎢合金。

7.根據權利要求4或5所述的存在遮擋材料的三維劑量貢獻分布模型的應用，其特征在于，所述步驟(a)中，選擇的放射源為Ir192。

8.根據權利要求4或5所述的存在遮擋材料的三維劑量貢獻分布模型的應用，其特征在于，所述商業數學軟件為Matlab軟件。

9.根據權利要求4或5所述的存在遮擋材料的三維劑量貢獻分布模型的應用，其特征在于，所述步驟(d)中，對三維劑量分布模型的驗證過程為，將放射源置于模擬的人體內環境中，使用商業數學軟件得出顯示劑量分布的模型，檢測區域空間內的實際放射劑量，然后將實際測得的放射劑量與模型顯示的劑量進行比較。