[發(fā)明專利]中子劑量快速確定方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710600950.1 | 申請日： | 2017-07-21 |
| 公開（公告）號： | CN107290774A | 公開（公告）日： | 2017-10-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王慧芳;周燁 | 申請（專利權(quán)）人： | 四川瑤天納米科技有限責(zé)任公司 |
| 主分類號： | G01T3/00 | 分類號： | G01T3/00 |
| 代理公司： | 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙)51220 | 代理人： | 廖慧敏 |
| 地址： | 610000 四川*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 中子 劑量 快速 確定 方法 | ||
1.中子劑量快速確定方法，其特征在于，包括：
1)在CPU平臺上形成中子輻照的體模數(shù)據(jù)，進(jìn)行體模數(shù)據(jù)的離散化，形成計(jì)算體元，并確定三維空間上每個(gè)計(jì)算體元的體元標(biāo)號；所述計(jì)算體元包括大小成正倍數(shù)的關(guān)系的輻照區(qū)體元和非輻照區(qū)體元，輻照區(qū)體元小于非輻照區(qū)體元，計(jì)算體元均為立方體；
2)選定用于確定中子束劑量的GPU平臺，通過CPU平臺向GPU平臺傳送計(jì)算數(shù)據(jù)；
3)在GPU平臺上利用蒙特卡羅程序計(jì)算三維輻照劑量矩陣D的每個(gè)計(jì)算體元的劑量，GPU平臺向CPU平臺返回輻照劑量矩陣數(shù)據(jù)D。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中子劑量快速確定方法，其特征在于，所述蒙特卡羅程序中，輻照的幾何位置對應(yīng)于計(jì)算體元中體元點(diǎn)的算法如下：
假設(shè)粒子所在空間點(diǎn)坐標(biāo)為P(X,Y,Z)，計(jì)算I＝X/dX，J＝Y(jié)/dY，K＝Z/dZ，然后再利用IX、IY和IZ所確定的對應(yīng)關(guān)系得到點(diǎn)P在三維輻照劑量矩陣D中對應(yīng)的體元標(biāo)號；
其中，I、J、K分別為P點(diǎn)在數(shù)組IX、IY和IZ中的體元標(biāo)號，dX為計(jì)算體元在X方向上的大小，dY為計(jì)算體元在Y方向上的大小，dZ為計(jì)算體元在Z方向上的大小；
IX、IY和IZ所確定的對應(yīng)關(guān)系如下：
IX是在X方向上按dX大小進(jìn)行離散化所形成的體元與計(jì)算體元在X方向的對應(yīng)關(guān)系；IY是在Y方向上按dY大小進(jìn)行離散化所形成的體元與計(jì)算體元在Y方向的對應(yīng)關(guān)系；IZ是在Z方向上按dZ大小進(jìn)行離散化所形成的體元與計(jì)算體元在Z方向的對應(yīng)關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中子劑量快速確定方法，其特征在于，步驟1)的過程為：
在CPU平臺上形成中子輻照的體模數(shù)據(jù)，進(jìn)行體模數(shù)據(jù)的離散化，形成計(jì)算體元，并獲得三維空間上的人體CT值矩陣H[NX*NY*NZ]，根據(jù)人體CT值矩陣H[NX*NY*NZ]確定每個(gè)計(jì)算體元的物質(zhì)標(biāo)號和元素組成，得到體元元素矩陣VOX[NX*NY*NZ]，其中，NX、NY、NZ分別為X、Y、Z方向上的計(jì)算體元數(shù)目；
在CPU平臺上設(shè)置中子束輻照參數(shù)；在CPU平臺上根據(jù)計(jì)算體元所在的區(qū)域設(shè)置每個(gè)器官的硼含量B[NORG]，其中NORG為器官數(shù)目。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中子劑量快速確定方法，其特征在于，離散化后獲得的矩陣包括：三維空間上的人體CT值矩陣H[NX*NY*NZ]、器官標(biāo)志矩陣M[NX*NY*NZ]、X方向體元的長度PX[NX]、Y方向體元的長度PY[NY]、Z方向體元的長度PZ[NZ]、IX[2*NX]、IY[2*NY]和IZ[2*NZ]。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中子劑量快速確定方法，其特征在于，
所述中子束輻照參數(shù)包括：入射角度、射野形狀、輻照時(shí)間、中子源強(qiáng)度；
所述計(jì)算數(shù)據(jù)包括NX、NY、NZ、dX、dY、dZ、M、PX、PY、PZ、IX、IY、IZ、VOX、NORG、B、D、入射角度、射野形狀、輻照時(shí)間、中子源強(qiáng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中子劑量快速確定方法，其特征在于，所述輻照區(qū)體元中：dY＝dY＝dZ＝0.25cm，所述非輻照區(qū)體元的大小為輻照區(qū)體元大小的兩倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中子劑量快速確定方法，其特征在于，所述體模數(shù)據(jù)包括人體CT數(shù)據(jù)、體表輪廓、腫瘤區(qū)域和危及器官區(qū)域。
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