[發(fā)明專(zhuān)利]質(zhì)子治療多室束流請(qǐng)求排序算法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210393869.1
• 申請(qǐng)日: 2022-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114768119A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊志勇;楊坤禹;張盛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院
• 主分類(lèi)號(hào): A61N5/10
• 分類(lèi)號(hào): A61N5/10
• 代理公司: 武漢信合紅谷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42264
• 代理人: 蔣明

本發(fā)明公開(kāi)了質(zhì)子治療多室束流請(qǐng)求排序算法：S1，首先明確質(zhì)子筆形束掃描技術(shù)的治療時(shí)間序列和計(jì)算算法；以每個(gè)治療室質(zhì)子筆形束掃描時(shí)間請(qǐng)求的時(shí)間序列和照射野角度為基礎(chǔ)，結(jié)合質(zhì)子輻射蒙特卡洛輻射劑量模擬計(jì)算和實(shí)測(cè)劑量的結(jié)果；S2，束流照射時(shí)間計(jì)算；S3，質(zhì)子治療系統(tǒng)外照射個(gè)人劑量估算；S4，質(zhì)子束流請(qǐng)求排序算法邏輯；S5，治療室準(zhǔn)備就緒后束流進(jìn)行請(qǐng)求；S6，技術(shù)員進(jìn)入治療室；S7，整體束流請(qǐng)求技術(shù)人員，技術(shù)人員執(zhí)行束流請(qǐng)求；S8，判斷各治療室狀態(tài)，再分配束流，并優(yōu)化各個(gè)治療室的等待時(shí)間，本發(fā)明提出質(zhì)子治療多室束流請(qǐng)求排序算法，有效降低質(zhì)子技術(shù)人員的非必要穿透輻射體劑量，各治療室的等待時(shí)間最優(yōu)化選擇，提升治療效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于質(zhì)子治療技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及質(zhì)子治療多室束流請(qǐng)求排序算法。

背景技術(shù)

質(zhì)子治療是目前癌癥精準(zhǔn)放射治療方法。基于質(zhì)子束獨(dú)特的布拉格峰劑量分布特性，通過(guò)調(diào)節(jié)質(zhì)子束能量可實(shí)現(xiàn)不同深度的布拉格峰劑量控制，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的發(fā)射治療。回旋加速器廣泛用于質(zhì)子治療，其產(chǎn)生的質(zhì)子束具有連續(xù)、穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)，目前國(guó)內(nèi)大量質(zhì)子中心正在興建中，其中多室治療系統(tǒng)占較大的份額。

由于多室治療系統(tǒng)共用一個(gè)質(zhì)子加速器，因此各個(gè)治療室需要輪流分享射束，現(xiàn)有技術(shù)中的多室治療系統(tǒng)由于質(zhì)子束可能存在一定量的穿透屏蔽體輻射，在使用過(guò)程中會(huì)對(duì)技術(shù)員造成不必要的輻射，同時(shí)多個(gè)治療室患者等待時(shí)間過(guò)程，無(wú)法對(duì)患者的等待時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化，造成了患者治療效率不高的問(wèn)題，為此我們提出質(zhì)子治療多室束流請(qǐng)求排序算法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供質(zhì)子治療多室束流請(qǐng)求排序算法，提出質(zhì)子治療多室束流請(qǐng)求排序算法，有效降低質(zhì)子技術(shù)人員的非必要穿透輻射體劑量，對(duì)各治療室等待時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化，提升治療效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：質(zhì)子治療多室束流請(qǐng)求排序算法：

S1，首先明確質(zhì)子筆形束掃描技術(shù)的治療時(shí)間序列和計(jì)算算法；以每個(gè)治療室質(zhì)子筆形束掃描時(shí)間請(qǐng)求的時(shí)間序列和照射野角度為基礎(chǔ)，結(jié)合質(zhì)子輻射蒙特卡洛輻射劑量模擬計(jì)算和實(shí)測(cè)劑量結(jié)果；

S2，束流照射時(shí)間計(jì)算；

S3，質(zhì)子治療系統(tǒng)外照射個(gè)人劑量估算；

S4，質(zhì)子束流請(qǐng)求排序算法邏輯；

S5，治療室準(zhǔn)備就緒后束流進(jìn)行請(qǐng)求；

S6，技術(shù)員進(jìn)入治療室；

S7，整體束流請(qǐng)求技術(shù)人員，技術(shù)人員執(zhí)行束流請(qǐng)求；

S8，判斷各治療室狀態(tài)，再分配束流，并優(yōu)化各個(gè)治療室的等待時(shí)間。

優(yōu)選的，所述S2的具體計(jì)算方法為，對(duì)于各個(gè)治療室的束流請(qǐng)求順序和總請(qǐng)求束流時(shí)間，有明確記錄和計(jì)算，質(zhì)子治療中的點(diǎn)掃描方式中，其中掃描過(guò)程中逐層掃描，繼續(xù)逐點(diǎn)切換，每個(gè)射野下的照射時(shí)間定義為三類(lèi)時(shí)間之和：能量層切換時(shí)間，掃描點(diǎn)的切換時(shí)間，以及在掃描點(diǎn)上的停留時(shí)間，其中，總的請(qǐng)求束流時(shí)間計(jì)算公式為：

其中：T為治療時(shí)間，T_ls,i是第i層的能量層切換時(shí)間，T_ss,i,j和T_d,i,j分別是第i層和第j個(gè)掃描點(diǎn)的點(diǎn)切換時(shí)間和劑量傳遞時(shí)間。

優(yōu)選的，所述S3的具體計(jì)算方法為，依據(jù)蒙特卡洛模擬對(duì)各個(gè)治療室的的穿透屏蔽體輻射值進(jìn)行計(jì)算。