【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粒子放射治疗，尤其涉及一种密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换方法及系统。
技术介绍
1、传能线密度（linear energy transfer, let）是粒子放射治疗中的重要物理量，其描述了带电粒子在微观尺度上的能量沉积信息。在国际辐射单位与测量委员会最新的icru 85号报告中，let被定义为：指定种类和能量的带电粒子在介质中穿行单位长度距离，由于发生电离相互作用而损失的能量，该能量值等于带电粒子的总能量损失减去电离产生的能量大于阈值δ的所有电子的动能。如果δ= ∞，则该能量值等于带电粒子的能量损失，此时计算得到的let称为无约束let，表示为let∞，通常所说的let都是无约束let。
2、为了满足let的实际应用，基于其原始定义，提出了两个平均let值的概念：剂量平均let（dose-averaged let，letd）和注量平均let （track-averaged let，lett）。两者都可对感兴趣区域（region of interest, roi）内的let值进行加权平均，但计算时前者使用roi内的物理剂量，后者使用roi内的粒子注量进行加权。质子、重离子一类的带电粒子放射治疗相比于传统的x射线放疗具有更好的物理剂量分布，可以减少对正常组织的伤害，提高治疗效果。由于质子、重离子治疗的临床治疗效果与letd联系更加紧密，因此临床中letd使用更加广泛。目前，解析算法和蒙特卡罗算法（mc算法）在计算密度非均匀介质中的letd时，为了消除计算结果对介质密度的依赖，通常会对计算结果进行密度
3、mc算法中由于充分考虑了介质材料的物理属性，因此密度归一化后仍认为是是单位密度该介质中的结果，不利于mc算法计算结果的对比、验证。基于此，本申请提供了密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换方法及系统，以解决考虑了介质材料的物理属性的mc算法，对密度非均匀介质剂量平均传能线密度按照密度归一化后对计算结果的利用不方便的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换方案，解决mc算法由于考虑了介质材料的物理属性，mc计算结果的利用包括但不限于对比或验证不方便的技术问题。
2、具体的，一种密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换方法，包括以下步骤：
3、获取目标对象的ct值；
4、根据所述目标对象的ct值，确定对应目标对象的密度非均匀介质；
5、根据所述密度非均匀介质，确定目标对象的属性信息；
6、获取作用粒子的属性信息；
7、输入所述作用粒子的属性信息、所述目标对象的属性信息至蒙特卡罗计算模型，得到对应目标对象的密度非均匀介质剂量平均传能线密度；
8、根据所述作用粒子的属性信息、所述目标对象的属性信息，确定转换系数；
9、根据所述转换系数，更新转换函数；
10、采用更新后的转换函数，将所述对应目标对象的密度非均匀介质剂量平均传能线密度，转换为对应目标对象的标准介质剂量平均传能线密度。
11、进一步的，所述方法还包括以下步骤：
12、建立ct值与器官数据的映射关系，作为器官基础库；
13、所述根据所述目标对象的ct值，确定对应目标对象的密度非均匀介质，具体包括：
14、根据所述目标对象的ct值，在器官基础库中确定对应目标对象的器官数据，作为对应目标对象的密度非均匀介质；
15、其中，所述器官数据具有属性信息，所述器官数据的属性信息至少包括器官种类、元素组成、密度。
16、进一步的，所述方法还包括以下步骤：
17、记录第一属性信息的作用粒子作用于单位长度密度非均匀介质中的能量沉积、第一属性信息的作用粒子作用于单位长度标准介质的能量沉积；
18、将所述第一属性信息的作用粒子作用于单位长度密度非均匀介质中的能量沉积、第一属性信息的作用粒子作用于单位长度标准介质的能量沉积之间的比值作为转换系数；
19、建立作用粒子的属性信息、目标对象的属性信息和转换系数的映射关系，作为转换系数库；
20、所述根据所述作用粒子的属性信息、所述目标对象的属性信息，确定转换系数，具体包括：
21、根据所述作用粒子的属性信息、所述目标对象的属性信息，在转换系数库中确定对应所述作用粒子的属性信息、所述目标对象的转换系数；
22、其中，所述作用粒子的属性信息至少包括粒子种类、粒子动能、物理反应类型。
23、进一步的，所述蒙特卡罗计算模型的计算公式为：
24、
25、其中letd表示目标对象的密度非均匀介质剂量平均传能线密度，表示蒙特卡罗模拟中计算的粒子数，表示第个粒子在感兴趣区域内发生的能量沉积总次数；表示第个粒子在感兴趣区域内的第次能量沉积，即初级带电粒子发生电离相互作用的能量沉积和电离相互作用所释放的所有次级电子的动能之和；表示初级粒子发生第次电离相互作用时的输运长度。
26、进一步的，所述方法应用于粒子放射治疗；所述密度非均匀介质为器官组织；所述作用粒子为质子或重离子；所述标准介质为水。
27、本申请实施例还提供一种密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换系统。
28、具体的，一种密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换系统，包括：
29、获取模块，用于获取目标对象的ct值；
30、识别模块，用于根据所述目标对象的ct值，确定对应目标对象的密度非均匀介质；还用于根据所述密度非均匀介质，确定目标对象的属性信息；
31、蒙特卡罗计算模块，用于获取作用粒子的属性信息；还用于输入所述作用粒子的属性信息、所述目标对象的属性信息至蒙特卡罗计算模型，得到对应目标对象的密度非均匀介质剂量平均传能线密度；
32、转换模块，用于根据所述作用粒子的属性信息、所述目标对象的属性信息，确定转换系数；还用于根据所述转换系数，更新转换函数；还用于采用更新后的转换函数，将所述对应目标对象的密度非均匀介质剂量平均传能线密度，转换为对应目标对象的标准介质剂量平均传能线密度。
33、进一步的，所述系统还包括：
34、器官基础库，用于记录ct值与器官数据的映射关系；
35、所述识别模块根据所述目标对象的ct值，确定对应目标对象的密度非均匀介质，具体包括：
36、根据所述目标对象的ct值，在器官基础库中确定对应目标对象的器官数据，作为对应目标对象的密度非均匀介质；
37、其中，所述器官数据具有属性信息，所述器官数据的属性信息至少包括器官种类、元素组成、密度。
38、进一步的，所述系统还包括：
39、转换系数库，用于记录第一属性信息的作用粒子作用于单位长度密度非均匀介质中的能量沉积、第一属性信息的作用粒子作用于单位长度标准介质的能量沉积；还用于将所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换方法，其特征在于，所述蒙特卡罗计算模型计算目标对象的密度非均匀介质剂量平均传能线密度的公式为：
5.根据权利要求1所述的密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换方法，其特征在于，所述方法应用于粒子放射治疗；所述密度非均匀介质为器官组织；所述作用粒子为质子或重离子；所述标准介质为水。
6.一种密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换系统，其特征在于，所述系统还包括：
8.根据权利要求6所述的密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换系统，其特征在于，所述系统还包括：
9.根据权
10.一种放射治疗效果评估方法，其特征在于，包括：采用权利要求1-5任一项所述的密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换方法；根据所述密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换方法得到的目标对象的标准介质剂量平均传能线密度计算目标对象的相对生物学效应、并根据相对生物学效应判断放射治疗效果。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5或权利要求10中任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换方法，其特征在于，所述蒙特卡罗计算模型计算目标对象的密度非均匀介质剂量平均传能线密度的公式为：
5.根据权利要求1所述的密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换方法，其特征在于，所述方法应用于粒子放射治疗；所述密度非均匀介质为器官组织；所述作用粒子为质子或重离子；所述标准介质为水。
6.一种密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的密度非均匀介质剂量平均传能线密度转换系统，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨师俨，白雪岷，程勤勤，万天敏，
申请(专利权)人：迈胜医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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