【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及放射治疗剂量计算领域，尤其涉及一种相空间文件转换为其他程序可用的输入文件的方法。
技术介绍
1、硼中子俘获疗法(boron neutron capture therapy)简称bnct，是一种肿瘤治疗方法，通过硼-10同位素对中子的高俘获概率来达到治疗肿瘤的目的。该疗法的基本原理是，患者首先会被注射含有硼-10同位素的化合物。然后，患者接受中子束的照射，这些中子会与硼-10发生俘获反应，释放出一个α粒子和一个锂离子，这对肿瘤组织有很高的局部杀伤作用。由于硼-10同位素对中子的高俘获截面(俘获概率)以及反应产物的高能量释放，bnct在肿瘤治疗中具有潜在的优势。因为中子束只会与带有硼-10的肿瘤细胞发生作用，相对于周围正常组织，可以实现更加精准的肿瘤治疗，从而减少了对健康组织的损伤。
2、相空间文件是用于存储粒子或系统的状态信息的文件，其中通常包含了系统中每个粒子的位置、动量、能量、权重等状态信息，以及可能的其他相关信息。这些文件用于记录模拟过程中粒子的运动轨迹和状态变化，以便在模拟结束后进行分析和可视化。相空间文件的内容可以根据系统和模拟的需要而异。根据国际原子能机构(international atomicenergy agency；iaea)的相空间数据来看，相空间文件中至少包括粒子的类型、相应粒子的能量，方向、位置、统计权重和历史数等信息。通过使用相空间文件，可以在粒子源相同的条件下模拟计算，得到病人接受的剂量，对制定治疗计划、优化剂量分布，以及评估不同治疗方案的效果有很好的帮助。
3、
4、不同的设备制造商其相空间文件的输入格式不同，当医院或科研人员出于校准或放疗计划中的剂量估计的不同目的需要时，需要使用不同的制造商的设备，考虑到制造商的信息通常受到严格的保密协议的约束，因此有必要将相空间文件转换为其他程序可用的输入文件。
技术实现思路
1、为克服现有技术的不足，本专利技术提出一种相空间文件转换为其他程序可用的输入文件的方法。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：一种相空间文件转换为其他程序可用的输入文件的方法，包括步骤：
3、s1，读取不同程序所生成的相空间文件，生成精确的几何模型，所述几何模型包括中子源、俘获剂分布、肿瘤组织和周围正常组织；
4、s2，对所述几何模型里的每个组织和物质，定义其核反应截面、相互作用概率和能量传输的物理性质；
5、s3，通过确定论方法和概率论方法耦合计算，求解boltzmann中子输运方程，得到通量的分布，包括步骤：
6、s31，使用确定论方法快速计算出中子通量的分布；
7、s32，将所述中子通量的分布作为指导蒙特卡罗程序模拟的价值函数，使用概率论的蒙特卡罗方法模拟中子运动状态；
8、s4，在模拟过程中，记录每个粒子与物质相互作用的情况，计算剂量在不同组织和位置的分布情况；
9、s5，验证模拟结果与实验数据或其他计算方法的一致性，并进行校准；
10、s6，输出其他程序可用的输入文件。
11、进一步地，所述s1中读取的不同程序所生成的相空间文件包括但不限于mcnp文件、phits文件、iaeaheader和iaeaphsp文件。
12、进一步地，所述步骤s31包括步骤：
13、s311，对boltzmann中子输运方程进行近似；
14、s312，求boltzmann中子输运方程的近似解或解析解。
15、更进一步地，所述s311中对boltzmann中子输运方程进行近似的方法包括但不限于界面的多群近似和legendre展开。
16、更近一步地，所述s312中求boltzmann中子输运方程的近似解或解析解的方法包括但不限于离散坐标法、球谐函数法和有限元法。
17、进一步地，所述s32包括步骤：在蒙特卡罗模拟中增加权重窗参数，具体包括步骤：
18、s321，计算基于蒙特卡·洛模拟中划分的网格的重要性图，所述重要性图定义为其中，(i,j,k)是蒙特卡洛模拟中划分的网格的索引，g是粒子能群，i(i,j,k,g)是网格(i,j,k,g)的重要性，rscore(i,j,k,g)是粒子进入网格(i,j,k,g)后的所有探测器响应，wtotal(i,j,k,g)是所有粒子进入网格(i,j,k,g)的权重加，rscore(i,j,k,g)由步骤s31中确定论计算得到的通量得到，wtotal(i,j,k,g)由步骤s31中确定论计算记录到的粒子信息得到；
19、s322，将每一个网格的期望权重定义为其中是每个粒子的平均响应。为每个网格生成一个期望权重的窗口；
20、s323，将实际的粒子权重与分裂和轮盘赌的权重窗口边界进行比较，如果实际权重wactual大于阈值fupperwexpect，则粒子进行分裂模拟；如果实际权重wactual小于阈值flowerwexpect，则粒子需要进行轮盘赌来减少模拟；如果实际权重wactual在阈值fupperwexpect和flowerwexpect中间，则粒子继续模拟，其中fupper和flower是用于阈值设置的常数，分别在(1,+∞)和(0,1)中选取。
21、本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本方法可以读取不同程序所生成的相空间文件，也可以读取iaea数据库提供的文件，读取文件中储存的粒子信息，根据需要的确定论和概率论耦合输运程序，输出所需的粒子的信息，也可以将文件输出成iaea定义的相空间文件格式，作为程序的输入文件使用。
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1.一种相空间文件转换为其他程序可用的输入文件的方法，其特征在于，包括步骤：
2.如权利要求1所述的相空间文件转换为其他程序可用的输入文件的方法，其特征在于，所述S1中读取的不同程序所生成的相空间文件包括但不限于MCNP文件、PHITS文件、IAEAheader和IAEAphsp文件。
3.如权利要求1所述的相空间文件转换为其他程序可用的输入文件的方法，其特征在于，所述步骤S31包括步骤：
4.如权利要求3所述的相空间文件转换为其他程序可用的输入文件的方法，其特征在于，所述S311中对Boltzmann中子输运方程进行近似的方法包括但不限于界面的多群近似和Legendre展开。
5.如权利要求3所述的相空间文件转换为其他程序可用的输入文件的方法，其特征在于，所述S312中求Boltzmann中子输运方程的近似解或解析解的方法包括但不限于离散坐标法、球谐函数法和有限元法。
6.如权利要求1所述的相空间文件转换为其他程序可用的输入文件的方法，其特征在于，所述S32包括步骤：在蒙特卡罗模拟中增加权重窗参数，具体包括步骤：>...
【技术特征摘要】
1.一种相空间文件转换为其他程序可用的输入文件的方法，其特征在于，包括步骤：
2.如权利要求1所述的相空间文件转换为其他程序可用的输入文件的方法，其特征在于，所述s1中读取的不同程序所生成的相空间文件包括但不限于mcnp文件、phits文件、iaeaheader和iaeaphsp文件。
3.如权利要求1所述的相空间文件转换为其他程序可用的输入文件的方法，其特征在于，所述步骤s31包括步骤：
4.如权利要求3所述的相空间文件转换为其他程序可用的输入文件的方...
【专利技术属性】
技术研发人员：王盛，李志峰，张馨镭，
申请(专利权)人：华硼中子科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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