[發(fā)明專利]一種多葉光柵側(cè)面穿射半影計(jì)算方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010906688.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112035778B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鞠垚;關(guān)睿雪;姚毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州雷泰醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/10
• 分類號(hào): G06F17/10
• 代理公司: 蘇州華博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32232
• 代理人: 黃麗莉

1.一種多葉光柵側(cè)面穿射半影計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：設(shè)計(jì)測(cè)試射野并導(dǎo)入射野的測(cè)量劑量；

步驟2：設(shè)置光柵初始參數(shù)；

步驟3：計(jì)算側(cè)面半影；

步驟4：利用Monte Carlo劑量計(jì)算方法計(jì)算得到射野的計(jì)算劑量；

步驟5：計(jì)算Gamma通過(guò)率，Gamma通過(guò)率是衡量計(jì)算劑量與測(cè)量劑量之間差異的指標(biāo)；

步驟6：判斷步驟5得到的Gamma通過(guò)率是否滿足要求；

若是，則停止；

若否，執(zhí)行步驟7；

步驟7：調(diào)整側(cè)面半影參數(shù)完成后，重復(fù)步驟4-步驟6。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多葉光柵側(cè)面穿射半影計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟2中，所述光柵初始參數(shù)包括：光柵每對(duì)葉片的寬度，葉片的透射系數(shù)，半價(jià)層或線性衰減系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多葉光柵側(cè)面穿射半影計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟3的計(jì)算原理為：

首先，根據(jù)葉片頂面和葉片底面聚焦于射線源以及光柵設(shè)計(jì)安裝高度，計(jì)算出每一對(duì)葉片的錐度角；

其次，使用真實(shí)射線源到光柵中心的高度作為實(shí)際的安裝高度，射線穿過(guò)光柵后的透射線強(qiáng)度與原射線強(qiáng)度的比值即為半影因子。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多葉光柵側(cè)面穿射半影計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟3中，對(duì)于X射線，射線穿過(guò)物質(zhì)時(shí)遵循指數(shù)衰減規(guī)律，即：

I＝I₀·e^-μd； (1)

其中，I為透射線強(qiáng)度；

I₀為原射線強(qiáng)度；

μ為線性衰減系數(shù)；

d為穿過(guò)物質(zhì)的距離；

由公式(1)可知，如果計(jì)算出當(dāng)前安裝高度下射線穿過(guò)每一對(duì)葉片的厚度d，那么半影因子即為：

penF＝e^-μd。 (2)

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多葉光柵側(cè)面穿射半影計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟3具體為：

在光柵原設(shè)計(jì)高度H1下，光柵側(cè)面聚焦于射線源，葉片的設(shè)計(jì)錐度角滿足：

tanα＝H1/X₀； (3)

現(xiàn)實(shí)際的錐度角滿足：

tanα＝H2/X₀；

(4)

其中，H1為光柵原設(shè)計(jì)高度；

H2為光柵真實(shí)的安裝高度；

X₀為葉片物理坐標(biāo)；

X_iso為等中心層的葉片坐標(biāo)；

SAD為源軸距；

將射線穿過(guò)葉片上端面頂點(diǎn)投影在等中心的點(diǎn)與穿過(guò)下端面頂點(diǎn)投影在等中心的點(diǎn)之間的距離定義為：等中心層的半影陡變區(qū)；

由于半影陡變區(qū)實(shí)際距離較小，將穿過(guò)該區(qū)域的射線看作平行射線，則：

其中，Height為光柵高度；

X_length為半影陡變區(qū)寬度；

dmax為射線經(jīng)過(guò)光柵上面頂點(diǎn)時(shí)，穿過(guò)光柵的距離；

α為其中一光柵葉片的設(shè)計(jì)錐度角；

β為其中一光柵葉片的實(shí)際錐度角；

假設(shè)射線穿過(guò)光柵的長(zhǎng)度與投影在等中心距光野的距離成正比，則正比系數(shù)slope滿足：

slope＝dmax/X_length； (9)

距離光野任意一點(diǎn)的半影因子可表示為：

penF＝exp(-μ·slope·x)； (10)

其中，μ為線性衰減系數(shù)；

x為任意一點(diǎn)距光野的距離；

光野坐標(biāo)可表示為：

X_LightField≈X_iso-0.5·X_length； (11)

通過(guò)上述公式能夠得到每對(duì)光柵葉片的光野坐標(biāo)、等中心坐標(biāo)和半影因子。