[發(fā)明專利]非均整模式下劑量計(jì)算建模方法、模型、設(shè)備及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011644390.8
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112700841B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 勾成俊;吳章文;侯氫
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: G16H20/40
• 分類號: G16H20/40
• 代理公司: 成都知都云專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51306
• 代理人: 陳錢

本申請實(shí)施例公開了一種非均整(FFF)模式下劑量計(jì)算建模方法、模型、設(shè)備及存儲介質(zhì)。所述非均整模式下劑量計(jì)算建模方法主要包括以下步驟：獲取二維的入射強(qiáng)度分布；獲取包含若干個(gè)不同射野下劑量核的照射野劑量核數(shù)據(jù)庫；基于所述二維的入射強(qiáng)度分布和所述照射野劑量核數(shù)據(jù)庫計(jì)算不同射野下劑量分布；對每一個(gè)不同射野下劑量分布的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行擬合，并通過不斷改變劑量核分布后重新計(jì)算劑量分布并與實(shí)測劑量分布進(jìn)行比較，得到最優(yōu)劑量核，從而形成最終的劑量核模型數(shù)據(jù)。通過本發(fā)明實(shí)施例的非均整(FFF)模式下劑量計(jì)算模型可以在快速實(shí)現(xiàn)劑量計(jì)算的同時(shí)，提高計(jì)算的精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)腫瘤放射治療相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種非均整(FFF)模式下劑量計(jì)算建模方法、模型、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

惡性腫瘤是人類的第一大殺手，目前腫瘤治療的方式重要右放療、化療和手術(shù)治療三種方式，而放射治療是目前腫瘤治療中最常用的方法之一。

常規(guī)的放射治療要求對射野內(nèi)劑量分布進(jìn)行均整，這種模式有利于治療過程中的劑量計(jì)算及控制，缺點(diǎn)是經(jīng)過均整塊均整后劑量率會比均整前降低很多，其產(chǎn)生的直接后果是造成治療時(shí)間過長。治療時(shí)間是評估放療外科技術(shù)的一個(gè)重要因素，治療時(shí)間過長會增加患者的身體負(fù)擔(dān)，對患者的正常組織細(xì)胞造成損傷，產(chǎn)生二次致癌的可能性。

劑量計(jì)算是放射治療計(jì)劃系統(tǒng)的核心內(nèi)容，而劑量分布的精度主要取決于計(jì)劃系統(tǒng)中采用的劑量計(jì)算模型。目前，放療計(jì)劃系統(tǒng)內(nèi)置劑量算法大多是基于筆形束卷積疊加技術(shù)，蒙特卡洛算法通過對例子與物質(zhì)的相互作用進(jìn)行隨機(jī)模擬來獲得粒子在人體組織中沉積能量的分布，被認(rèn)為是當(dāng)前所有計(jì)算方法中最準(zhǔn)確的計(jì)算方法。目前劑量計(jì)算面臨的只要問題是如何解決計(jì)算精度和計(jì)算速度之間的矛盾，蒙特卡洛算法雖然精度很高，但是限于計(jì)算速度，仍很難以在逆向TMRT計(jì)劃中得到應(yīng)用。如何在保持高精度特點(diǎn)的前提下，加快計(jì)算速度是蒙特卡洛劑量計(jì)算方法面臨的主要課題，而發(fā)展更快、更高精度的劑量計(jì)算方法是未來的研究熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種非均整模式下劑量計(jì)算建模方法。

所述非均整模式下劑量計(jì)算建模方法主要包括以下步驟：

獲取二維的入射強(qiáng)度分布；

獲取包含若干個(gè)不同射野下劑量核的照射野劑量核數(shù)據(jù)庫；

基于所述二維的入射強(qiáng)度分布和所述照射野劑量核數(shù)據(jù)庫計(jì)算不同射野下劑量分布；

對每一個(gè)不同射野下劑量分布的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行擬合，并通過不斷改變劑量核分布后重新計(jì)算劑量分布并與實(shí)測劑量分布進(jìn)行比較，得到最優(yōu)劑量核，從而形成最終的劑量核模型數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述二維的入射強(qiáng)度分布是根據(jù)射線進(jìn)入體表時(shí)不同位置的強(qiáng)度大小，使用時(shí)通過測量加速器最大射野XOY平面的劑量分布得到的。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述包含若干個(gè)不同射野下劑量核的照射野劑量核數(shù)據(jù)庫由不同深度的劑量核K(F，z)組成，劑量核由n個(gè)體積單元的劑量組成，即K₀、K₁、K₂......K_n，體積單元與劑量核中心的距離為r₀、r₁、r₂......r_n。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，基于所述二維的入射強(qiáng)度分布和所述照射野劑量核數(shù)據(jù)庫計(jì)算不同射野下劑量分布包括如下步驟：

根據(jù)照射野設(shè)置，在數(shù)據(jù)庫模型中找到對應(yīng)射野的劑量核參數(shù)，使用該參數(shù)在均勻模體中的劑量計(jì)算公式如下：

公式(1)中，