【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】辐射源建模系统和方法
[0001]本说明书涉及辐射装置，特别涉及辐射装置的辐射源的建模系统和方法。
技术介绍
[0002]使用辐射源(例如，电子直线加速器)的放射疗法是用于各种肿瘤(例如，鼻咽癌、乳腺癌或皮肤癌)的已知治疗方法。辐射源可能需要向对象(例如，患者)的感兴趣区域(例如，肿瘤)提供足量且准确的辐射剂量，并尽可能地避免对象的其他区域(例如，正常器官或组织)受到辐射。在现代放射治疗实践中，可以使用治疗计划系统(TPS)利用蒙特卡罗算法来预测对象中来自辐射源辐射的剂量分布。蒙特卡罗算法的关键是构建一个虚拟源模型来对辐射源进行建模。然而，目前的建模过程可能需要考虑多个虚拟源类型，需要大量的测量数据，是复杂且耗时的。因此，需要开发有效的模拟辐射源的系统和方法，从而提高确定辐射源在患者中的辐射剂量分布的准确性。
技术实现思路
[0003]根据本公开的一方面，提供了一种系统。系统可以包括至少一个存储设备，存储设备包括一组指令，用于对被配置为发射包含不同能量的能谱辐射的辐射源进行建模。系统还可以包括至少一个与存储设...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，包括：存储设备，用于存储对辐射源进行建模的一组指令，所述辐射源被配置为发射包括不同能量的能谱的辐射；以及与所述存储设备通信的至少一个处理器，其中，当执行所述指令时，所述至少一个处理器被配置为使所述系统执行操作，包括：获取所述辐射源的初始多源模型，其中，所述初始多源模型包括初始相空间文件，所述初始相空间文件包括所述不同能量的多个模拟粒子的信息；基于所述初始相空间文件，计算体模中的不同能量百分深度剂量(PDD)曲线，其中，所述不同能量PDD曲线中的每个对应于所述不同能量中的一个能量；获取所述体模中与穿过所述体模的所述能谱的辐射相对应的测量PDD曲线；对于所述不同能量中的每个能量，基于所述不同能量PDD曲线和所述测量PDD曲线，确定所述每个能量的权重，所述权重表示所述辐射中存在的所述多个模拟粒子中所述每个能量的所述模拟粒子的百分比；以及至少部分基于所述初始多源模型和所述权重，确定对应于所述能谱的所述辐射源的目标多源模型。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述初始相空间文件包括一组初始权重，其中，所述每个初始权重对应于所述不同能量中的一个，以及所述确定所述不同能量中的每个能量的权重，包括：基于所述不同能量PDD曲线，通过调整所述初始权重中的至少一个，直至复合PDD曲线与所述测量PDD曲线之间的第一差值低于第一阈值，确定所述复合PDD曲线；以及基于调整后的权重，确定所述不同能量中的每个能量的所述权重。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述辐射源包括主源和电子限光筒，以及所述辐射包括初级电子和次级电子，所述初级电子由所述主源产生，所述初级电子包括第一部分和第二部分，所述初级电子的所述第一部分未被散射而离开所述辐射源，所述次级电子由所述初级电子的所述第二部分撞击在所述电子限光筒上产生。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述模拟粒子的第一部分对应于所述初级电子的所述第一部分。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述辐射还包括光子，以及所述模拟粒子的第二部分与所述光子对应。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述光子由所述主源产生。7.根据权利要求4
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6中任一所述的系统，其特征在于，所述辐射源的所述初始多源模型包括用于模拟所述主源的主虚拟源，所述主虚拟源对应于所述模拟粒子的所述第一部分和所述模拟粒子的所述第二部分。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述主虚拟源是点源。9.根据权利要求4
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8中任一所述的系统，其特征在于，所述初始相空间文件包括所述模拟粒子的所述第一部分的位置和所述模拟粒子的所述第一部分的方向。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述模拟粒子的所述第一部分的位置或所述模拟粒子的所述第一部分的方向是基于第一分布函数的直接采样确定的，所述模拟粒子的所述第一部分在垂直于所述主虚拟源的轴的平面上的粒子通量分布符合所述第一分布函数。11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述第一分布函数为第一高斯函数。12.根据权利要求3
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11中任一所述的系统，其特征在于，所述模拟粒子的第三部分对应于所述次级电子，以及所述辐射源的所述初始多源模型包括用于模拟所述电子限光筒的次级虚拟源，所述次级虚拟源对应所述模拟粒子的所述第三部分。13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述次级虚拟源包括第二点源或面源中的至少一个。14.根据权利要求12或13所述的系统，其特征在于，所述初始相空间文件包括所述模拟粒子的所述第三部分的位置和所述模拟粒子的所述第三部分的方向。15.根据权利要求12
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14中任一所述的系统，其特征在于，所述模拟粒子的所述第三部分包括与所述第二点源对应的所述模拟粒子的第一子部分和与所述面源对应的所述模拟粒子的第二子部分，所述模拟粒子所述第一子部分的位置或所述模拟粒子所述第一子部分的方向是基于第二分布函数的第二直接采样确定的，其中，所述模拟粒子的所述第一子部分在垂直于所述主虚拟源的轴的第二平面上的粒子通量分布符合所述第二分布函数，以及所述模拟粒子所述第二子部分的位置或所述模拟粒子所述第二子部分的方向是基于第三分布函数的第三直接采样确定的，其中，所述模拟粒子的所述第二子部分在垂直于所述主虚拟源的轴的第三平面上的粒子通量分布符合所述第三分布函数。16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述第二分布函数为第二高斯函数，所述第三分布函数为均匀分布函数。17.根据权利要求1
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16中任一所述的系统，其特征在于，所述至少一个处理器被进一步配置为使所述系统执行操作，包括：获取对应于穿过所述体模的所述能谱的辐射的测量离轴比(OAR)曲线；基于所述初始多源模型的主虚拟源参数和所述初始相空间文件，确定所述体模中的模拟OAR曲线；调整所述主虚拟源参数，直到所述模拟OAR曲线的半影区域与所述测量OAR曲线的半影区域之间的第二差值低于第二阈值；以及进一步在调整所述主虚拟源参数的基础上，确定所述辐射源的所述目标多源模型。18.根据权利要求17所述系统，其特征在于，所述主虚拟源参数包括所述主虚拟源的尺寸、所述主虚拟源沿所述主虚拟源的轴线的垂直位置、或所述主虚拟源的粒子通量分布中的至少一个。19.根据权利要求1
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18中任一所述的系统，其特征在于，所述主源被配置为可操作地耦合到多个第二电子限光筒中的一个，以及所述至少一个处理器进一步被配置为使所述系统执行操作，包括：对于所述多个第二电子限光筒中的每一个，
获取对应于所述第二电子限光筒的输出因子；基于所述第二电子限光筒的结构参数，确定与所述第二电子限光筒对应的模拟输出因子；以及基于所述输出因子和所述模拟输出因子，确定所述第二电子限光筒的校正系数。20.根据权利要求1
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19中任一所述的系统，其特征在于，确定所述不同能量中的每个能量的所述权重，包括：接收与所述能量的所述权重相关的用户输入；以及至少部分地基于所述用户输入，确定所述能量的所述权重。21.根据权利要求1
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20中任一所述的系统，其特征在于，所述辐射源为直线加速器。22.根据权利要求5
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21任一所述的系统，其特征在于，所述至少一个处理器被进一步配置为使所述系统执行操作，包括：基于所述能谱计算所述光子的平均能量；基于所述测量PDD曲线，确定所述光子的测量平均能量；根据所述计算平均能量和所述测量平均能量，确定所述光子的权重；以及进一步基于所述光子的所述权重，确定所述目标多源模型。23.根据权利要求13
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22中任一所述的系统，其特征在于，所述电子限光筒至少包括上部、中部和下部，所述第二点源对应于所述电子限光筒的所述上部和所述中部，以及所述面源对应于所述电子限光筒的所述下部。24.根据权利要求1
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23中任一所述的系统，其特征在于，所述辐射源包括准直组件，以及所述辐射源的所述初始多源模型还包括对应于所述准直组件的第三虚拟源。25.根据权利要求24所述系统，其特征在于，所述第三虚拟源为线源。26.一种用于对辐射源进行建模的方法，所述辐射源被配置为发射包括不同能量的能谱的辐射，所述方法在包括至少一个处理器和至少一个存储设备的计算设备上实现，所述方法包括：获取所述辐射源的初始多源模型，其中，所述初始多源模型包括初始相空间文件，所述初始相空间文件包括所述不同能量的多个模拟粒子的信息；基于所述初始相空间文件，计算体模中的不同能量百分深度剂量(PDD)曲线，其中，所述不同能量PDD曲线中的每个对应于所述不同能量中的一个；获取所述体模中与穿过所述体模的所述能谱的辐射相对应的测量PDD曲线；对于所述不同能量中的每个能量，基于所述不同能量PDD曲线和所述测量PDD曲线，确定所述每个能量的权重，所述权重表示所述辐射中存在的所述多个模拟粒子中所述每个能量的所述模拟粒子的百分比；以及至少部分基于所述初始多源模型和所述权重，确定对应于所述能谱...
【专利技术属性】
技术研发人员：施智，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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