[发明专利]一种引入生物辐射敏感性参数对正常组织并发症概率影响的方法

权利要求书

1.一种引入生物辐射敏感性参数对正常组织并发症概率影响的方法，其特征在于按如下步骤进行：

步骤1、建立正常组织器官的简单模型

建立一个正方体的正常组织细胞群模型A1，所述正常组织细胞群模型A1包含有一个球形器官模型A2，以所述球形器官模型A2表示一个被正常组织细胞群包围的人体器官，整个正方体的正常组织细胞群模型A1是由大小相同的球形细胞所构成，细胞的材料为均匀水介质；

步骤2、利用细胞S因子和卷积方法实现剂量分布计算

建立两个大小相同的球形细胞模型B1和B2，利用蒙特卡罗算法模拟得到所述两个球形细胞模型B1和B2不同中心距离变化情况下的细胞S因子列表，根据所述细胞S因子列表对应得到正常组织器官模型A1的细胞S因子分布数据，利用三维快速傅里叶卷积算法3-DFFT实现球形器官模型A2中以细胞为单位的剂量分布计算；

步骤3、计算生物有效剂量BED和总生存分数SF

采用临床文献数据，计算得到球形器官模型A2中，以细胞为单位的生物有效剂量BED分布，并对BED分布进行归箱处理，计算得到球形器官模型A2的总生存分数SF；

所述球形器官模型A2中第i个细胞的BED_i按式(1)计算：

BEDi=(D·(t=0)λeff-0.693αλeffTav)*(1+D·(t=0)(μ+λeff)(α/β))]]>

-(0.693αTav)(-1λeffln(0.693D·(t=0)αTav))---(1)]]>

式(1)中，μ是细胞指数修复常量，是核素的初始剂量率，α和β为生物体辐射敏感性参数，λ_eff为有效廓清常量，T_av为平均细胞克隆双倍时间；

总生存分数SF按式(2)计算：

SF=ΣjNP(ψj)e-αψjΔψj---(2)]]>

式(2)中，P(ψ_j)是BED_i归箱处理后得到的BED-体积直方图的归一化分布函数，ψ_j是BED第j箱的中间值，Δψ_j是第j箱的宽度值；

步骤4、计算有效均匀剂量EUD

利用步骤(3)所得到的总生存分数SF，按式(3)计算得到球形器官模型A2的有效均匀剂量EUD：

EUD=-1αln(SF)---(3)]]>

式(3)中，α为生物体辐射敏感性参数，SF是球形器官模型A2中的所有细胞的总生存分数；

步骤5、确定50％并发症有效均匀剂量EUD₅₀

按照EUD随平均剂量的变化关系曲线设发生50％并发症的剂量为D₅₀，按所述的D₅₀对照所述变化关系曲线，确定对应的50％并发症有效均匀剂量EUD₅₀；

步骤6、计算正常组织并发症概率NTCP

设置正常组织并发症概率NTCP的LKB EUD模型如式(4)

NTCP(EUD)=12π∫-∞texp(-u2/2)du---(4)]]>

式(4)中：t＝(EUD-EUD₅₀)/(EUD₅₀m)；EUD₅₀为50％并发症有效均匀剂量；m为曲线最大斜率的倒数，m是临床经验参数；u为积分变量；

将步骤(4)所获得的EUD和步骤(5)所获得的EUD₅₀代入式(4)计算得到NTCP；

步骤7、分别变化各辐射敏感性参数的取值，按式(4)计算得到对应的NTCP；

所述辐射敏感性参数包括：细胞指数修复常量μ，生物体辐射敏感性参数α和β，有效廓清常量λ_eff和平均细胞克隆双倍时间T_av。