[发明专利]正电子核素活度分布计算方法、系统、设备和存储介质

权利要求书

1.一种正电子核素活度分布计算方法，其特征在于包括以下步骤：

基于放射治疗计划确定初始粒子数和束流打靶设定参数，并计算得到任意时刻靶区内各种正电子核素总活度的三维分布矩阵；

其中，计算得到任意时刻靶区内各种正电子核素总活度的三维分布矩阵的方法包括：根据放射治疗计划确定初始粒子数，在确定的初始粒子数条件下，设置束流打靶设定参数；基于设置的束流打靶设定参数，获取正电子核素产物在靶体中的空间分布，得到靶区内初步的正电子核素产物的三维分布矩阵；基于靶区内初步的正电子核素产物的三维分布矩阵，计算得到任意时刻靶区内各种正电子核素总活度的三维分布矩阵；

基于任意时刻靶区内各种正电子核素总活度的三维分布矩阵，计算得到系统采集扫描时间内正电子湮灭的位置分布；

其中，计算得到系统采集扫描时间内正电子湮灭的位置分布的方法，包括：对任意时刻靶区内各种正电子核素总活度的三维分布矩阵进行三维滤波，得到任意时刻靶区内所有正电子核素衰变的正电子湮灭的位置分布；对得到的任意时刻靶区内所有正电子核素衰变的正电子湮灭的位置分布进行时间域的积分，得到系统采集扫描时间内正电子湮灭的位置分布；

对得到的系统采集扫描时间内正电子湮灭次数的位置分布进行高斯平滑滤波，得到正电子核素射程和活度的预测分布图像。

2.如权利要求1所述的一种正电子核素活度分布计算方法，其特征在于，所述束流打靶设定参数包括束流参数、靶体参数和系统采集扫描时间。

3.如权利要求1所述的一种正电子核素活度分布计算方法，其特征在于，所述基于靶区内初步的正电子核素产物的三维分布矩阵，计算得到任意时刻靶区内各种正电子核素总活度的三维分布矩阵的方法，包括：

针对某一像素点上的每种正电子核素产物，分别计算其产生速度和衰减速度；

分别对该像素点上的每种正电子核素产物的产生速度和衰减速度进行卷积运算，得到每种正电子核素的活度大小随时间的分布；

重复上述两步骤，得到任意时刻，各个像素点上每种正电子核素活度大小的三维分布矩阵；

将靶区内各个像素点上每种正电子核素活度大小随时间的变化进行累加，得到任意时刻靶区内各种正电子核素总活度的三维分布矩阵。

4.如权利要求3所述的一种正电子核素活度分布计算方法，其特征在于，所述每种正电子核素产物的产生速度的计算方法为：根据其产额和流强计算得到该种正电子核素产物在该像素点上的产生速度。

5.如权利要求3所述的一种正电子核素活度分布计算方法，其特征在于，所述每种正电子核素产物的衰减速度的计算方法为：将该正电子核素产物的衰减常数代入到其衰减指数函数，得到该种正电子核素产物的衰减速度。

6.一种正电子核素活动分布计算系统，其特征在于，包括：

正电子核素活度分布计算模块，基于放射治疗计划确定初始粒子数，并计算得到任意时刻靶区内各种正电子核素总活度的三维分布矩阵；其中，计算得到任意时刻靶区内各种正电子核素总活度的三维分布矩阵的方法包括：根据放射治疗计划确定初始粒子数，在确定的初始粒子数条件下，设置束流打靶设定参数；基于设置的束流打靶设定参数，获取正电子核素产物在靶体中的空间分布，得到靶区内初步的正电子核素产物的三维分布矩阵；基于靶区内初步的正电子核素产物的三维分布矩阵，计算得到任意时刻靶区内各种正电子核素总活度的三维分布矩阵；

正电子核素湮灭位置分布计算模块，用于基于任意时刻靶区内各种正电子核素总活度的三维分布矩阵，计算得到系统采集扫描时间内正电子湮灭的位置分布；其中，计算得到系统采集扫描时间内正电子湮灭的位置分布的方法，包括：对任意时刻靶区内各种正电子核素总活度的三维分布矩阵进行三维滤波，得到任意时刻靶区内所有正电子核素衰变的正电子湮灭的位置分布；对得到的任意时刻靶区内所有正电子核素衰变的正电子湮灭的位置分布进行时间域的积分，得到系统采集扫描时间内正电子湮灭的位置分布；

图像预测模块，用于对得到的系统采集扫描时间内正电子湮灭次数的位置分布进行高斯平滑滤波，得到正电子核素射程和活度的预测分布图像。