一种利用模拟分子动力学方法确定后装源驻留时间的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用模拟分子动力学方法确定后装源驻留时间的方法，用于解决现有技术因临床情况的复杂性，而导致驻留位较多、剂量参考点不能与驻留位一一对应等问题。该方法包括以下步骤：(一)根据驻留点和剂量节制点的位置关系，采用下式算出每个驻留点在剂量节制点处的剂量：(二)根据剂量节制点处的计算剂量与处方剂量的偏差和相邻驻留点的时间差构成评价函数：(三)根据上式对时间tk求偏导数，得到式(3)：(四)将上式近似为一个分子动力学方程，得到分子间的相互作用力fk：(五)采用下式进行迭代，迭代过程中，通过不断改变τ的值，得出不同的驻留时间。
【专利说明】一种利用模拟分子动力学方法确定后装源驻留时间的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种确定后装驻留时间的方法，具体的说，是涉及一种利用模拟分子 动力学方法确定后装源驻留时间的方法。
【背景技术】
[0002] 后装放射治疗是指把不带放射源的施源器置于治疗部位，由电脑遥控步进电机将 放射源送入容器进行放射治疗，如此可避免放置治疗容器过程中医务人员因放射受伤。可 以将放射源准确安全地输送到患者需要治疗的部位进行放射治疗。由于放置位置准确、距 病体组织近等优点，在治疗妇科、鼻咽、食道、支气管、直肠、膀胱、乳腺及胰腺等肿瘤中取得 了明显的临床治疗效果。
[0003]三维近距放射治疗计划系统的应用也越来越广泛，基本思路是根据临床对放射源 周围剂量分布的特殊要求，控制步进源在不同驻留位置停留不同的时间，提高治疗质量。根 据临床所规定的靶区处方剂量（即参考剂量）值，对步进源的驻留时间进行优化处理。然 而，在优化求解的过程中由于临床情况的复杂性，如驻留位较多、剂量参考点不能与驻留位 一一对应等，尤其是相邻驻留位中驻留时间相差大，使得计算结果中出现负值驻留时间，这 在临床和物理学上都是没有意义的；同时，解的结果中，相邻驻留位的驻留时间可能相差很 大，临床上也很难接受，因为它会造成某些临近驻留位的剂量过低或者过高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种利用模拟分子动力学方法确定后装源 驻留时间的方法。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用技术方案如下：
[0006]-种利用模拟分子动力学方法确定后装源驻留时间的方法，包括以下步骤；
[0007] (I)根据驻留点和剂量节制点的位置关系，采用式（1)算出每个驻留点在剂量节 制点处的剂量：
【权利要求】
1. 一种利用模拟分子动力学方法确定后装源驻留时间的方法，其特征在于，包括以下 步骤； (I) 根据驻留点和剂量节制点的位置关系，采用式（1)算出每个驻留点在剂量节制点 处的剂量：
(II) 根据剂量节制点处的计算剂量与处方剂量的偏差和相邻驻留点的时间差构成评 价函数：
(ΠΙ)根据式（2)对时间tk求偏导数，得到式（3):
(IV) 将式（3)类似于一个分子动力学方程，分子间的相互作用力fk表示如下：
(V) 采用下式（5)和（6)进行迭代，迭代过程中，通过不断改变τ的值，得出不同的驻 留时间：
(VI) 当0(t)小于设定值时或者迭代次数达到设定值时退出迭代过程，得出最终的驻 留时间解； 其中，M是剂量节制点的数目，N是驻留点的数目，是第j个剂量节制点的权重，ti是 第i个驻留点的驻留时间，是第i驻留点对第j个剂量节制点的剂量率，< 是第j个剂 量节制点的节制剂量，α表示驻留时间平滑因子，Vk(T)是第k个原子在τ时刻的速度， δ τ是时间增量。
2. 根据权利要求1所述的一种利用模拟分子动力学方法确定后装源驻留时间的方法， 其特征在于，当tk为负数时取值为0。
3. 根据权利要求1所述的一种利用模拟分子动力学方法确定后装源驻留时间的方法， 其特征在于，将式（3)中时间tk看成为分子动力学中的第k个原子的位置，第k个原子的 原子量mk定义为
【文档编号】A61N5/00GK104383639SQ201410714374
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】勾成俊, 吴章文, 侯氢 申请人:四川大学