重离子及质子治疗中Bragg峰展宽的计算方法及其旋转降能装置

摘要

本发明主要涉及重离子及质子治疗中布拉格峰(Bragg峰)展宽的模型建立及参数计算的方法。一种重离子及质子治疗中Bragg峰展宽的计算方法，其主要特点包括有如下步骤：A.建立数学模型：（见图中公式）；B.用蒙特卡罗法求解模型；C.将上述计算结果A^*＝(a₁ ^*，a₂ ^*，a₃ ^*，…，a_n ^*)作为设计重离子及质子治疗中Bragg峰展宽降能装置的参数。本发明的优点是，这一模型的建立可以实现Bragg峰的连续移动，使Bragg峰展宽区水平平滑，实现在治癌过程中肿瘤区接收的能量达到完全均匀分布。

主权项

1.一种重离子及质子治疗中Bragg峰展宽的计算方法，其特征包括有如下步骤：A.建立数学模型：${\int }_0^T\mathrm{RBE}\left(\mathrm{LET}\right[x+{\int }_0^{T}v\left(t\right)\mathrm{dt}\left]\right)·D\left(t\right)·\mathrm{LET}[x+{\int }_0^{T}v\left(t\right)\mathrm{dt}]\mathrm{dt}=\theta \left(x\right)---\left(0\right)$ 其中：T为布拉格峰(Bragg峰)移动一个周期所用的时间；v(t)为Bragg峰移动的速度对时间的函数；LET(x)为粒子通路x上的传能线密度函数；RBE(LET(x))为相对生物学效应，这里的数据引用的是12C6+相对于X射线的V79细胞的10％存活的相对生物学效应；x为粒子注入深度；D(t)为单位时间内来自加速器的粒子数(即单位时间粒子通量)；函数θ(x)为t∈[0，T]时生物有效剂量分布，即为治癌所要求的Bragg峰展开后的形态；B用蒙特卡罗法求解模型；C.将上述计算结果A*＝(a1 *，a2 *，a3 *，…，an *)作为设计重离子及质子治疗中Bragg峰展宽降能装置的参数。