[发明专利]非均整模式下剂量计算建模方法、模型、设备及存储介质

说明书

本申请实施例公开了一种非均整(FFF)模式下剂量计算建模方法、模型、设备及存储介质。所述非均整模式下剂量计算建模方法主要包括以下步骤：获取二维的入射强度分布；获取包含若干个不同射野下剂量核的照射野剂量核数据库；基于所述二维的入射强度分布和所述照射野剂量核数据库计算不同射野下剂量分布；对每一个不同射野下剂量分布的数据分别进行拟合，并通过不断改变剂量核分布后重新计算剂量分布并与实测剂量分布进行比较，得到最优剂量核，从而形成最终的剂量核模型数据。通过本发明实施例的非均整(FFF)模式下剂量计算模型可以在快速实现剂量计算的同时，提高计算的精度。

技术领域

本发明涉及医学肿瘤放射治疗相关技术领域，具体地说是涉及一种非均整(FFF)模式下剂量计算建模方法、模型、设备及存储介质。

背景技术

恶性肿瘤是人类的第一大杀手，目前肿瘤治疗的方式重要右放疗、化疗和手术治疗三种方式，而放射治疗是目前肿瘤治疗中最常用的方法之一。

常规的放射治疗要求对射野内剂量分布进行均整，这种模式有利于治疗过程中的剂量计算及控制，缺点是经过均整块均整后剂量率会比均整前降低很多，其产生的直接后果是造成治疗时间过长。治疗时间是评估放疗外科技术的一个重要因素，治疗时间过长会增加患者的身体负担，对患者的正常组织细胞造成损伤，产生二次致癌的可能性。

剂量计算是放射治疗计划系统的核心内容，而剂量分布的精度主要取决于计划系统中采用的剂量计算模型。目前，放疗计划系统内置剂量算法大多是基于笔形束卷积叠加技术，蒙特卡洛算法通过对例子与物质的相互作用进行随机模拟来获得粒子在人体组织中沉积能量的分布，被认为是当前所有计算方法中最准确的计算方法。目前剂量计算面临的只要问题是如何解决计算精度和计算速度之间的矛盾，蒙特卡洛算法虽然精度很高，但是限于计算速度，仍很难以在逆向TMRT计划中得到应用。如何在保持高精度特点的前提下，加快计算速度是蒙特卡洛剂量计算方法面临的主要课题，而发展更快、更高精度的剂量计算方法是未来的研究热点。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明的一个方面提供了一种非均整模式下剂量计算建模方法。

所述非均整模式下剂量计算建模方法主要包括以下步骤：

获取二维的入射强度分布；

获取包含若干个不同射野下剂量核的照射野剂量核数据库；

基于所述二维的入射强度分布和所述照射野剂量核数据库计算不同射野下剂量分布；

对每一个不同射野下剂量分布的数据分别进行拟合，并通过不断改变剂量核分布后重新计算剂量分布并与实测剂量分布进行比较，得到最优剂量核，从而形成最终的剂量核模型数据。

根据本发明的一个优选实施方式，所述二维的入射强度分布是根据射线进入体表时不同位置的强度大小，使用时通过测量加速器最大射野XOY平面的剂量分布得到的。

根据本发明的一个优选实施方式，所述包含若干个不同射野下剂量核的照射野剂量核数据库由不同深度的剂量核K(F，z)组成，剂量核由n个体积单元的剂量组成，即K₀、K₁、K₂......K_n，体积单元与剂量核中心的距离为r₀、r₁、r₂......r_n。

根据本发明的一个优选实施方式，基于所述二维的入射强度分布和所述照射野剂量核数据库计算不同射野下剂量分布包括如下步骤：

根据照射野设置，在数据库模型中找到对应射野的剂量核参数，使用该参数在均匀模体中的剂量计算公式如下：

公式(1)中，