[发明专利]基于核模型的卷积叠加能量沉积计算方法

权利要求书

1.一种基于核模型的卷积叠加能量沉积计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：输入剂量计算所需数据信息，所需数据信息包括模体的三维密度信息、器官勾画信息、治疗头信息和射野信息；

步骤2：根据输入的治疗头信息，利用蒙特卡罗算法计算治疗头在核模型下的能量分布；

步骤3：将步骤2中获得的直角坐标系统下的能量分布转换为球壳坐标系统下的能量分布，基于球壳坐标系统提取核模型的参数，并将核模型参数存储；

步骤4：基于球壳坐标系统，计算核模型中轴线与体素相交长度的校正因子，并将校正因子存储；初始碰撞点处轴线与体素的相交长度与其余碰撞点处轴线与体素的相交长度的比值为与体素位置相关的一个确定的比值，将该比值作为校正因子；

步骤5：基于球壳坐标系统，计算每条线束在初始碰撞点处轴线与体素的相交情况，相交情况包括与轴线相交体素的体素索引值和轴线与体素的相交长度；

步骤6：沿射线前进方向确定射束与体素发生碰撞的碰撞点位置，并计算在该碰撞点处释放的能量；根据该碰撞点的位置读取存储的核模型参数和校正因子；根据碰撞点的位置计算出相对偏移位置，修正轴线与体素的相交情况，从而获得当前碰撞点处与轴线相交体素的实际索引值；并根据校正因子，校正与轴线相交体素的长度从而得到轴线与体素的实际相交长度；进而计算碰撞点处释放的能量以碰撞点为中心沿轴线的能量沉积。

2.根据权利要求1所述的基于核模型的卷积叠加能量沉积计算方法，其特征在于：所述核模型为笔形束核模型或点核模型。

3.根据权利要求2所述的基于核模型的卷积叠加能量沉积计算方法，其特征在于：步骤4中，核模型为笔形束核模型时，校正因子为已计算碰撞点对应球壳深度位置和待计算碰撞点对应球壳深度位置的比值。

4.根据权利要求2所述的基于核模型的卷积叠加能量沉积计算方法，其特征在于：步骤4中，核模型为点核模型时，校正因子通过如下公式获得

其中，表示已计算轴线与体素相交情况下的体素位置，表示与前述体素位置相对应的未计算轴线相交情况的体素位置。

5.根据权利要求4所述的基于核模型的卷积叠加能量沉积计算方法，其特征在于：步骤5中，将射束与模体发生碰撞的第一个位置设定为初始碰撞点，利用射线跟踪算法确定该碰撞点处轴线与体素的相交情况；步骤6中，利用射线跟踪算法计算射束在前进方向与体素发生碰撞而释放的能量，碰撞点处释放的能量以碰撞点为中心沿轴线向四周扩散沉积，根据碰撞点的位置读取对应核模型参数以及校正因子，根据碰撞点的位置计算出相对偏移位置，修正轴线与体素的相交情况，从而获得当前碰撞点处与轴线相交体素的实际索引值，并根据校正因子，校正与轴线相交体素的长度从而得到轴线与体素的实际相交长度，进而计算碰撞点处释放的能量以碰撞点为中心沿轴线的能量沉积。