[发明专利]一种对BNCT过程中的三维硼剂量或硼浓度进行实时监测的方法

权利要求书

1.一种对BNCT过程中的三维硼剂量或硼浓度进行实时监测的方法，其特征在于，包括：

获取治疗前患者体内¹H元素浓度的三维分布信息；

对所述BNCT过程产生的瞬发伽马射线进行探测分析，获得不同测量角度下瞬发伽马射线的产额；

结合患者的CT图像，对患者体内所述瞬发伽马射线的产额进行三维重建；

构建三维体素水平的硼浓度/硼剂量计算模型；

基于实时检测的¹⁰B、¹H元素与中子发生俘获反应的截面关系，以及所述¹H元素浓度的分布信息，通过所述三维体素水平的硼浓度/硼剂量计算模型获得三维硼剂量或硼浓度分布；

所述构建三维体素水平的硼浓度/硼剂量计算模型包括：

设定¹⁰B与中子发生俘获反应的微观俘获反应截面和¹H与中子发生俘获反应的微观俘获反应截面的比例

确定发生俘获反应产生2.224MeV瞬发伽马射线的函数为公式(a)所示，确定发生俘获反应产生478keV瞬发伽马射线的函数为公式(b)所示：

确定硼浓度或硼剂量的计算公式(c)、公式(d)，获得三维体素水平的硼浓度/硼剂量计算模型，

公式(a)中的n_2.224MeV为治疗过程中2.224MeV瞬发伽马射线的产额，为该体素内氢元素的质量百分比，为氢元素的摩尔质量，N_A为阿伏伽德罗常数，σ_2.224MeV(E)为不同中子能量下的氢元素与中子发生俘获反应的反应截面，φ(E)为入射到该体素内的不同能量的中子通量；公式(b)中的n_478keV为治疗过程中478keV瞬发伽马射线的产额，为该体素内¹⁰B元素的质量百分比，为¹⁰B元素的摩尔质量，σ_0.478MeV(E)为不同中子能量下的¹⁰B元素与中子发生俘获反应的反应截面；公式(d)中为该体素在中子束照射下所沉积的硼剂量，E_ave为硼俘获反应沉积的能量，m为该体素的质量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述探测为利用三维成像系统对所述BNCT过程产生的瞬发伽马射线进行探测。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述获取治疗前患者体内¹H元素浓度的三维分布信息包括：利用元素分析方法获取，所述元素分析方法包括双能CT、核磁共振成像方法；所述瞬发伽马射线的能量为478keV与2.224MeV。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述三维重建算法包括SBP、ART、SART、MLEM、List Mode-MLEM和OSEM中的一种或者多种。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过体素化将所述治疗前患者体内的靶区进行划分，获得不同靶区的三维体素水平的硼浓度/硼剂量计算模型。

6.权利要求1-5中任一所述方法在硼中子俘获治疗剂量验证中的应用。