基于蒙特卡罗方法的多尺度质子相对生物学效应建模方法和系统技术方案

技术编号:41798204 阅读:43 留言:0更新日期:2024-06-24 20:21
本发明专利技术公开一种基于蒙特卡罗方法的多尺度质子相对生物学效应建模方法和系统,属于医学物理学与放射生物学交叉领域,结合DNA损伤、修复等机制,基于蒙特卡罗模拟从物理剂量到生物效应的过程,从亚细胞能量沉积到细胞、组织层面建立多尺度质子RBE计算模型,包括:利用蒙特卡罗方法模拟质子在细胞内的能量沉积;连接DNA损伤和修复模型,预测细胞存活率;建立组织和体内RBE模拟模型;利用临床数据验证和优化模型。本发明专利技术建立了纳米到临床尺度的RBE预测;融合了物理、生物和临床数据;提高了质子治疗计划的精确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医学物理学与放射生物学交叉领域,具体涉及一种基于蒙特卡罗方法的多尺度质子相对生物学效应(rbe)建模方法和系统。


技术介绍

1、恶性肿瘤是严重威胁人类健康的重大疾病,放射治疗是最有效的治疗方法之一。放疗的原理是利用足够剂量的放射线照射杀伤肿瘤细胞,其基本原则是保证肿瘤区域能接受到足够的放射剂量,尽可能减少或避免正常组织的辐射损伤。放射治疗方法主要包括电子、光子、中子、质子、重离子治疗等,其中质子放射治疗是目前世界上最先进的治疗方案之一,近些年来得到广泛关注。

2、质子是带正电的粒子,可以通过同步或回旋加速器加速获得较高能量。质子束在穿过物质时,单位距离损失的能量近似与其速度平方成反比,随着组织深度的增加,质子运动速度逐渐减慢,能量损耗增大,即组织吸收剂量增大,当接近射程终点时能量损耗突然大幅上升,形成一个很高的电离吸收峰,称为布拉格峰(bragg peak),其峰值前的剂量约为峰值剂量的20%左右,峰后剂量几乎为零。因此在进行质子放射治疗时,将肿瘤靶区对准对应能量布拉格峰的峰值部分,靶区会受到最大照射剂量,且靶区前部的剂量约为峰值本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于蒙特卡罗方法的多尺度质子相对生物学效应建模方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于蒙特卡罗方法的多尺度质子相对生物学效应建模方法,其特征在于,所述步骤1包括:

3.根据权利要求2所述的一种基于蒙特卡罗方法的多尺度质子相对生物学效应建模方法,其特征在于,所述步骤2包括:

4.根据权利要求3所述的一种基于蒙特卡罗方法的多尺度质子相对生物学效应建模方法,其特征在于,所述步骤3包括:

5.一种实现权利要求1-4之一所述的一种基于蒙特卡罗方法的多尺度质子相对生物学效应建模方法的建模系统,其特征在于,包括如下模块:...

【技术特征摘要】

1.一种基于蒙特卡罗方法的多尺度质子相对生物学效应建模方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于蒙特卡罗方法的多尺度质子相对生物学效应建模方法,其特征在于,所述步骤1包括:

3.根据权利要求2所述的一种基于蒙特卡罗方法的多尺度质子相对生物学效应建模方...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩伟李洁崔相利刘苓苓
申请(专利权)人:中国科学院合肥物质科学研究院
类型:发明
国别省市:

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