分形原理启发的原子性蒙特卡洛粒子剂量计算方法技术

本发明专利技术公开了分形原理启发的原子性蒙特卡洛粒子剂量计算方法，属于蒙特卡洛粒子剂量计算领域,本发明专利技术通过此分形原理启发的方法得到的新型蒙特卡洛粒子束剂量计算方法，其计算过程中无需产生次级粒子，首先是通过重新看待原粒子及其次级粒子的树状轨迹，得到新的数条不分叉轨迹，通过对大量不分叉轨迹的统计分析，得到原子性粒子的输运规律。途中上部为原粒子及其次级粒子产生的树状轨迹，不同的线段粗细代表不同的粒子类型的轨迹。因而可避免在诸如GPU的大规模并行计算架构中因产生和存储次级粒子而导致的进程互锁或资源竞争情况，加速计算过程。据测试，此方法在单位GPU性能上得到的计算速度为不用此方法的GPU算法速度的3倍。倍。

【技术实现步骤摘要】
分形原理启发的原子性蒙特卡洛粒子剂量计算方法


[0001]本专利技术涉及一种蒙特卡洛粒子剂量计算领域，具体是分形原理启发的原子性蒙特卡洛粒子剂量计算方法。

技术介绍

[0002]放射治疗是人类对抗癌症的一个主要手段。目前放疗正在朝进一步高精度和自动化方向发展，即在达到更好的治疗效果的同时，提升治疗能力，降低成本，惠及更多癌症病人。高精度的放疗需要使用现代化的放射治疗计划软件来进行放疗计划规划。其中粒子束的剂量计算是一个关键步骤。基于对粒子束可能产生的剂量的精确计算，放疗软件得以科学的规划射线的角度、强度等放疗计划变量，达到最优的治疗效果。在粒子束剂量计算中，通常有两种计算方法，一种解析/半解析的剂量引擎，另一种采用蒙特卡洛数值模拟的剂量引擎。蒙特卡洛方法一直被公认为辐射剂量计算领域内的“黄金准则”，它通过对大量粒子的模拟计算，最终准确的预测粒子束在人体中产生的剂量分布。对于一个粒子的模拟，传统上要对粒子和介质相互作用有一个精确的物理模型，这个模型包括粒子和介质原子核外电子的相互作用，也包括粒子和原子核的相互作用。这就不可避免的要产生大量次级粒子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.分形原理启发的原子性蒙特卡洛粒子剂量计算方法，其特征在于，其步骤如下：S1：对于某种粒子束在介质中产生的剂量分布，把它看成是分形初始元和生成元在非均匀空间中迭代产生的结果；S2：为了得到生成元，用某种原子性粒子的蒙特卡洛模拟来还原；S3：对于入射粒子，如果其在介质的输运过程中不产生次级粒子，或者产生的次级粒子不需要被追踪计算，则令它的原子性粒子的规律P(E,H)和原粒子相同；S4：在对原粒子在特定情况下进行大量模拟，得到原粒子产生次级粒子的实例；S5：以树形的原粒子及其次级粒子的轨迹的末端端点，反向沿着树干延长至起点产生的多条无分叉轨迹为新的原子性粒子的轨迹；S6：树形的原粒子及其次级粒子的轨...

【专利技术属性】
技术研发人员：单杰，
申请(专利权)人：合肥辉愈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：