[发明专利]一种牙釉质辐射剂量的预测方法、系统、存储介质及终端

说明书

本发明属于辐射剂量估算分析技术领域，公开了一种牙釉质辐射剂量的预测方法、系统、存储介质及终端。选择与已准备的BGS基底和RIS基底一样的采样点，求得待预测样本对应点上的EPR谱图值；使用快速傅里叶变换对当前的待预测样本的EPR谱图进行降噪处理；通过改进矩阵，求得待预测样本的RIS强度；根据线性剂量响应关系，求得待预测样本的辐射剂量值。本发明计算量与原有矩阵方法持平，没有引入新的模型参数，参数数量少，拟合效果很好，拟合误差均小于1％，本发明可实现更低剂量的EPR牙釉质剂量估算，在小于0.3Gy的低剂量区内，计算所得的照射剂量值与真值相差≤16％。

技术领域

本发明属于辐射剂量估算分析技术领域，尤其涉及一种牙釉质辐射剂量的预测方法、系统、存储介质及终端。具体涉及一种基于矩阵算法和傅里叶变换的牙釉质辐射剂量预测方法。

背景技术

随着核能利用的增加，核与辐射带来的潜在危害也不断在增长。在事故发生时快速、有效的回顾性剂量估算也就变得更加重要。电子顺磁共振(electron paramagneticresonance，EPR)谱是评估吸收剂量方法之一，它是基于对辐射引起的生物或物理效应的分析。牙釉质经过照射后会产生一定的自由基，受到照射剂量越大，EPR信号强度越大。可以通过牙釉质照射剂量和EPR信号强度的线性关系，在事故发生后对其进行剂量估算。

目前，应用最广泛的是通过谱减法(面积相减或峰峰值相减)来获得牙釉质辐射所致的EPR信号。但该方法本身误差大，对噪声水平敏感，在小于0.3Gy的低剂量区很难实现良好的剂量估算。反卷积方法则是一种对本底信号和辐射信号进行数学模拟来近似EPR谱的方法。该方法通过不同类型的模拟和逼近实现，更有效地分离EPR光谱的各个部分(本底信号部分和辐射信号部分)来计算样品的辐射剂量。模拟模型大多为以高斯函数、高斯一阶导数函数为基函数的拟合方法和以数值计算为核心的矩阵方法。

在实际应用和发明中，上述模型均有一些不足之处。最为主要的问题是，在上述模型中，难以同时保证简便的参数计算、较少的超参数估计和有效的低剂量求解,这给实际应用带来了困难。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术在牙釉质照射剂量和EPR信号强度的线性关系预测中，预测精度低，特别是在低剂量区域，牙釉质辐射剂量分析极大会受背景噪声影响，从而使得剂量预测数据不准确，而辐射剂量的低剂量区预测是目前重点关注的对象，为受辐射患者在医学上及早救治、精确治疗提供重要依据。

解决以上问题及缺陷的难度为：直接从设备上降低噪声具有极高的难度和需要极大的资金投入，这是因为减少由设备造成的多种误差需要改进设备的有关零件甚至重新设计相应设备，对于目前大多数情况具有不可行性。

解决以上问题及缺陷的意义为：辐射剂量的低剂量区预测是目前重点关注的对象，由于目前存在许多受低剂量辐射影响的受辐射患者，精确的预测这些患者所受的辐射剂量，对这些患者在医学上的提早发现，提早治疗，精确治疗有着重要的作用。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种牙釉质辐射剂量预测方法、系统、存储介质及终端。

所述技术方案如下：一种基于矩阵算法和傅里叶变换的牙釉质辐射剂量预测方法利用已有牙釉质辐射样本EPR谱图数据库，牙釉质辐射EPR谱图的坐标对齐算法，牙釉质辐射EPR谱图的傅里叶降噪算法，牙釉质辐射EPR谱图剂量预测的矩阵算法进行牙釉质辐射剂量预测；具体包括以下步骤：

步骤一，将预测剂量样本的EPR谱图转换至g因子为横坐标的EPR谱图；

步骤二，分段线性插值：选择与已准备的BGS基底和RIS基底一样的采样点，求得待预测样本对应点上的EPR谱图值；

步骤三，降噪处理：使用快速傅里叶变换对当前的待预测样本的EPR谱图进行降噪处理；

步骤四，通过改进矩阵，求得待预测样本的RIS强度；