[发明专利]电子直线加速器的源模型建立方法及装置

说明书

一种电子直线加速器的源模型建立方法及装置，所述方法包括：将预存的相空间文件中的粒子信息计算得到的三维剂量信息与所述电子直线加速器测得的三维剂量信息进行比较；当二者存在差异时，调整所述相空间文件中的粒子信息对应的参数，重新计算三维剂量，直至所述相空间文件中的粒子信息计算得到的三维剂量信息与所述电子直线加速器测得的三维剂量信息的误差处于预设的误差范围内。采用所述方法及装置，可以提供一种高精度的源模型的建立方法。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种电子直线加速器的源模型建立方法及装置。

背景技术

医用直线加速器是生物医学上的一种用来对肿瘤进行放射治疗的粒子加速器装置。目前国际上，在放射治疗中使用最多的是电子直线加速器。

由于生产工艺、工作环境等原因，例如，电子直线加速器各部件的安装位置、所处环境的温度、湿度，以及仪器磨损等，每台电子直线加速器的输出参数，例如能谱、束斑大小、散射粒子的比例等并不会完全相同，这就需要对每一台电子直线加速器进行建模，通过不断修改模型中的参数，达到计算得出的三维剂量分布与实际测量得到的三维剂量分布在误差允许的范围之内。

蒙特卡罗方法是一种随机抽样方法，通过建立一个与求解有关的概率模型或随机现象来求得所要解决的问题的解。蒙特卡罗方法精度高，受限少，是公认的最为精确的模拟方法，广泛应用于数理计算、工程技术、医药卫生等领域。在实际应用中，通常采用蒙特卡罗模拟方法对电子直线加速器进行建模。

现有的医用电子直线加速器的蒙特卡罗源模型的建立存在两种方法，第一种方法是采用虚拟源模型方法，采用多个虚拟源模拟真实源，但是由于虚拟源的分布与实际源的分布并不相同，采用虚拟源模型方法与实际源有较大的差异。另一种方法是采用测量数据反推能谱与通量，以此来模拟真实源，但是由于反推计算的解的非精确性，重建的能谱和通量与实际情况可能并不相同，并且能谱和通量并不能完全反映真实源的全部信息，因此也同样存在较大误差。

发明内容

本发明实施例解决的问题是提供一种高精度的源模型的建立方法。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种电子直线加速器的源模型建立方法，包括：

将预存的相空间文件中的粒子信息计算得到的三维剂量信息与所述电子直线加速器测得的三维剂量信息进行比较；

当二者存在差异时，调整所述相空间文件中的粒子信息对应的参数，重新计算三维剂量，直至所述相空间文件中的粒子信息计算得到的三维剂量信息与所述电子直线加速器测得的三维剂量信息的误差处于预设的误差范围内；

所述预存的相空间文件为记录粒子信息的文件，采用预先选取的电子直线加速器的治疗头的结构部件和束流的物理参数建立蒙特卡罗源模型，采用所述蒙特卡罗源模型模拟所述预先选取的电子直线加速器的粒子行为，得到记录所述粒子信息的文件。

可选的，所述粒子信息包括：粒子的能量、速度、位置、权重、类型、电荷以及粒子的来源。

可选的，所述粒子的来源包括：散射粒子和非散射粒子，所述散射粒子包括与预设的标记部件发生碰撞的粒子。

可选的，所述预设的标记部件包括以下至少一种：初级准直器、均整器、次级散射箔、次级准直器、多叶准直器以及限光筒。

可选的，所述预存的相空间文件包括：记录不同部件之间粒子信息的相空间文件，以及记录同一部件不同位置的粒子信息的相空间文件。

可选的，所述直线加速器的治疗头和束流的物理参数包括：束流大小、空间位置、入射方向、电子能谱，以及所述治疗头结构部件的几何形状和材料成分。

可选的，所述电子直线加速器的治疗头的结构部件包括：移动靶、初级准直器、电离室、散射箔、次级准直器、多叶准直器以及限光筒。