[发明专利]一种云蒙特卡罗剂量验证分析方法、设备和存储介质

说明书

本发明属于放疗与云计算服务领域，涉及一种云蒙特卡罗剂量验证分析方法、设备、存储介质和系统。本发明的方法包括如下步骤：(1)输入第一放疗计划，其中第一放疗计划中的剂量计算结果为第一剂量计算结果；(2)基于蒙特卡罗计算模型进行剂量计算：(3)将第二剂量计算结果中的剂量分布进行插值、平滑和重新采样得到第三剂量计算结果；(4)将蒙特卡罗计算的第三剂量计算结果的剂量分布与第一计划的剂量分布进行分析比较。本发明的云蒙特卡罗剂量验证分析方法将云蒙卡与优化调度方法结合，可以大大提高计算效率，提供用户满意的解决方案；可以随时检查蒙特卡罗计算的准确性以及放射源的稳定性，确保病人照射的质量保证。

技术领域

本发明属于放疗与云计算服务领域，涉及一种云蒙特卡罗剂量验证分析方法、设备和存储介质。

背景技术

放射治疗与手术、化学药物治疗组成了肿瘤的三大治疗手段。国内外统计数字表明，50～70％的癌症患者需要不同程度地接受放射治疗。

放疗的精确最终取决于受射部位剂量的分布，精确的预测剂量分布式放射治疗保证的关键环节。特别地，IMRT高度适形及实现过程复杂，在实现调强的过程中，必须考虑子野贡献的散射线的准确性及执行的到位性以及MLC叶片的穿透率等；每个子野的形状及加速器调数不同，体模计划和患者计划在加速器调数上的差异使体模计划验证的有效性降低；为了确保剂量的准确性和患者的安全性，在每次实施治疗计划之前都要对计算剂量进行验证。在治疗过程中任一个环节出现误差都可能导致治疗的失败，给患者带来永久的伤害。所以，在临床治疗前对每一例治疗计划的实际照射剂量分布必须进行测量验证(医疗卫生装备.2011年6月第32卷第6期，p29-31)。

现有剂量验证一般通过胶片、矩阵电离室进行，而这些剂量验证只能进行二维剂量验证，并且时效性差，需要复杂的实验过程。

目前国内平均每家三甲医院每天放疗治疗癌症病人达到100人次以上，需要完成大量的放疗计划，而实验验证需要占据很大的放疗机器资源，从而让实验验证成为形同虚设，无法实施剂量验证步骤，如果能通过云端实时完成验证，则可以大大提高病人计划的质量保证，减少出错。

发明内容

本发明的目的在于为克服上述现有技术的缺陷而提供一种云蒙特卡罗剂量验证分析方法、设备和存储介质。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种云蒙特卡罗剂量验证分析方法，包括如下步骤：

(1)在主控云服务器上输入第一放疗计划(即待验证的放疗计划)，其中第一放疗计划中的剂量计算结果为第一剂量计算结果(该剂量计算结果包括剂量分布)；

(2)基于蒙特卡罗计算模型进行剂量计算：

(2a)初始化所述第一放疗计划的计算参数，主控云服务器根据机器型号调取源数据库的源参数；

(2b)优化调度蒙特卡罗任务并显示：

i.计算可用的计算机资源；

ii.计算最优化方案，所述的最优化方案为利用优化目标与约束条件计算得到的计算机资源分配方案；

iii.管理蒙特卡罗任务：主控云服务器将任务分发到受控计算机中，包括启动受控计算机，发送任务，主动监控或者被动接收任务进度，并主动或者被动收集计算结果，称为第二剂量计算结果；所述的第二剂量计算结果包括剂量分布、误差分布；

(3)结果处理：将第二剂量计算结果中的剂量分布进行插值、平滑和重新采样得到第三剂量计算结果；

(4)剂量分析：将第三剂量计算结果的剂量分布与第一计划的剂量分布进行分析比较。

步骤(1)中，所述的第一放疗计划通过用户云终端直接上传或通过云放疗计划系统直接传送放疗计划。