一种解析蒙特卡罗剂量计算方法

摘要

本发明公开了一种解析蒙特卡罗剂量计算方法，在传统的DSA剂量计算模型的基础上，使用三维非均匀修正替代传统DSA方法的一维修正，提高了计算的精度；使用子束入射到介质表面的能量注量计算所有深度的比释总能，替代传统DSA方法单独计算各个深度能量注量，减小各深度计算的采样点数目，从而减小计算时间；根据不同的计算区域，分别采用不同的计算点密度：感兴趣区域的计算点密度高，其他区域计算点密度低，在保证用户关心区域计算精度的同时，减少计算时间。

主权项

一种解析蒙特卡罗剂量计算方法，其特征在于包括以下步骤：(1)获得计算参数，包括以下内容：蒙特卡罗程序获得的能量沉积核h：h是一系列单能或一定能谱的光子入射到某一均匀介质中，对应于球坐标(θ，R)的辐射能量值矩阵；一系列单能或一定能谱的光子在某一介质中的质量衰减系数μ/ρ；一系列单能或一定能谱的电子在某一介质中的射程；计算模型栅元划分信息；计算模型栅元物理密度信息；计算模型栅元电子密度信息；计算模型中计算区域边界标示信息；计算模型中感兴趣区域标示文件；获得放射源的能谱信息；射线在介质表面形成的形状，由用户给出；(2)利用下列MDSA模型进行计算：使用MDSA模型计算公式，如下： D ( r ) = ∫ E ∫ ∫ ∫ V T E ( r ′ ) ρ ( r ′ ) ρ 0 c 2 h ( E , c ( r , r ′ ) ( r - r ′ ) ) d 3 r ′ dE - - - ( 1 ) 其中，TE(r′)为微分比释总能；ρ(r′)是作用栅元的物理密度；h为预先计算好的物理密度为ρ0的均匀介质中的能量沉积核；c(r，r′)代表了三维非均匀修正系数，是以某个作用栅元为圆心，在垂直于作用栅元到沉积栅元连线方向，以带电粒子在介质中以射程为半径的圆面为底，以作用栅元到沉积栅元连线为高，所得的圆柱体内的栅元电子密度的平均值： c = c ( r , r ′ ) = ∫ 0 1 ρ rel [ r ′ - l ( r ′ - r ) ] dl - - - ( 2 ) TE(r′)使用子束入射到介质表面的能量注量计算所有深度的微分比释总能，即根据各个小子束在介质表面的划分，随着深度的增加，每个小野的尺寸按比例扩大，保持小野数目不变，相对于传统DSA方法，减小各深度计算的采样点数目，达到减小计算时间的目的；在使用MDSA模型计算时，根据不同的计算区域，分别采用不同的计算点密度：感兴趣区域的计算点密度高，其他区域计算点密度低。