[发明专利]基于核模型的卷积叠加能量沉积计算方法

摘要

本发明涉及一种基于核模型的卷积叠加能量沉积计算方法，输入剂量计算所需数据信息；根据输入的治疗头信息，利用蒙特卡罗算法计算治疗头在核模型下的能量分布；将直角坐标系统下的能量分布转换为球壳坐标系统下的能量分布，基于球壳坐标系统提取核模型的参数，并将核模型参数存储；基于球壳坐标系统，计算核模型中轴线与体素相交长度的校正因子，并将校正因子存储；基于球壳坐标系统，计算每条线束在初始碰撞点处轴线与体素的相交情况；沿射线前进方向确定射束与体素放生碰撞的碰撞点位置，根据该碰撞点的位置读取存储的核模型参数和校正因子，计算在该碰撞点处释放的能量沉积。本发明在不改变剂量计算精度的同时,有效地降低了剂量计算的复杂度。

主权项

1.一种基于核模型的卷积叠加剂量计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：输入剂量计算所需数据信息，所需数据信息包括模体的三维密度信息、器官勾画信息、治疗头信息和射野信息；步骤2：根据输入的治疗头信息，利用蒙特卡罗算法计算治疗头在核模型下的能量分布；步骤3：将步骤2中获得的直角坐标系统下的能量分布转换为球壳坐标系统下的能量分布，基于球壳坐标系统提取核模型的参数，并将核模型参数存储；步骤4：基于球壳坐标系统，计算核模型中轴线与体素相交长度的校正因子，并将校正因子存储；步骤5：基于球壳坐标系统，计算每条线束在初始碰撞点处轴线与体素的相交情况，相交情况包括与轴线相交体素的体素索引值和轴线与体素的相交长度；步骤6：沿射线前进方向确定射束与体素放生碰撞的碰撞点位置，并计算在该碰撞点处释放的能量；根据该碰撞点的位置读取存储的核模型参数和校正因子；根据碰撞点的位置计算出相对偏移位置，修正轴线与体素的相交情况，从而获得当前碰撞点处与轴线相交体素的实际索引值；并根据校正因子，校正与轴线相交体素的长度从而得到轴线与体素的实际相交长度；进而计算碰撞点处释放的能量以碰撞点为中心沿轴线的能量沉积。