[0042]步骤S202，将测得的三维剂量分布与相空间文件线性叠加得到的三维剂量分布进行比较，得到不同单能、不同束斑大小的电子束产生的相空间文件对应的权重。
[0043]在本发明一实施例中，将通过电子直线加速器测量得到的三维剂量分布，与不同单能、不同束斑大小的电子束产生的多个相空间文件的线性叠加得到的三维剂量分布进行比较，当测量得到的三维剂量分布与线性叠加得到的三维剂量分布的误差处于预设范围之内时，可以获取不同单能、不同束斑大小的电子束产生的相空间文件对应的权重。
[0044]步骤S203，根据获取的权重，叠加相空间文件得到初始虚拟相空间源。
[0045]在本发明一实施例中，当获取到不同单能、不同束斑大小的电子束产生的相空间文件对应的权重后，根据所有相空间文件及其对应的权重，进行线性叠加，生成初始虚拟相空间源。
[0046]步骤S102，当二者存在差异时，调整所述初始虚拟相空间源的物理参数，直至所述模拟得到的三维剂量曲线与所述测量得到的三维剂量曲线的误差处于预设的范围之内。
[0047]在本发明实施例中，调整初始虚拟相空间源的物理参数，可以包括对散射粒子的能量、通量和位置进行调整、对非散射粒子的能量、通量和位置进行调整以及对散射粒子的运动方向进行调整。
[0048]在本发明一实施例中，调整初始虚拟相空间源的物理参数，可以对非散射粒子的能量和通量、散射粒子的能量和通量进行调整。
[0049]依次将初始的粒子的能量和通量以及其他的物理参数输入到蒙特卡罗模拟工具中，进行三维剂量曲线模拟。将模拟得到的三维剂量曲线与测量得到的三维剂量曲线进行比较。当模拟得到的三维剂量曲线与测量得到的三维剂量曲线的误差大于预设的范围时，将另一组粒子的能量和通量以及其他的物理参数输入到蒙特卡罗模拟工具中，重新进行三维剂量曲线模拟并与测量得到的三维剂量曲线进行比较，直至二者的误差处于预设的范围之内。此时的粒子的能量和通量即为最终的粒子的能量和通量。
[0050]在本发明实施例中，粒子的能量可以是距离中心点位置相等的圆环内的粒子的平均能量，粒子的能量也可以是距离中心点位置相等的圆环内的粒子的能谱分布。其中，当粒子的能量为距离中心点位置相等的圆环内的粒子的能谱分布时，进行三维剂量曲线模拟时的误差较小，但模拟时间较长。因此，用户可以根据实际情况选择粒子的能量。
[0051]粒子的通量可以是一个二维矩阵。在本发明一实施例中，初始的粒子的通量可以是满足高斯分布的二维矩阵。
[0052]在本发明实施例中，调整初始虚拟相空间源的物理参数，可以对非散射粒子的位置、散射粒子的位置及运动方向进行调整。例如，在本发明一实施例中，散射粒子的运动方向由从标记部件发射粒子到相空间平面位置的方向决定，通过调整虚拟相空间源中标记部件的位置，即可调整散射粒子的运动方向。
[0053]将非散射粒子的位置、散射粒子的位置及运动方向输入到蒙特卡罗模拟工具中，进行三维剂量曲线模拟。将模拟得到的三维剂量曲线与测量得到的三维剂量曲线进行比较。当模拟得到的三维剂量曲线与测量得到的三维剂量曲线的误差大于预设的范围时，将另一组粒子位置和散射粒子的运动方向输入到蒙特卡罗模拟工具中，重新进行三维剂量曲线模拟并与测量得到的三维剂量曲线进行比较，直至二者的误差处于预设的范围之内，此时的非散射粒子的位置、散射粒子的位置及运动方向即为最终的非散射粒子的位置、散射粒子的位置及运动方向。
[0054]可见，通过采用不同单能、不同束斑大小的电子束经过模拟参考加速器机头模型生成对应的相空间文件，获取不同相空间文件对应的权重，通过权重，叠加相空间文件生成初始虚拟相空间源。通过调整初始虚拟相空间源中的物理参数进行三维剂量曲线模拟，直至模拟得到的三维剂量曲线与测量得到的三维剂量曲线的误差处于预设的范围之内。由于在初始虚拟相空间源的生成过程中，采用大量的不同单能、不同束斑大小的电子束生成不同的相空间文件，并根据测量得到的三维剂量分布得到不同相空间文件的权重，在生成初始虚拟相空间源的过程中，已经充分考虑了射线的半影效应、硬化效应以及散射效应，因此可以提供一种高精度的源模型建立方法。
[0055]本发明实施例还提供了一种电子直线加速器的源模型建立装置30，包括比较单元301以及调整单元302，其中:
[0056]比较单元301，用于获取初始虚拟相空间源的物理参数，采用所述物理参数进行三维剂量曲线模拟，将模拟得到的三维剂量曲线与所述电子直线加速器测量得到的三维剂量曲线进行比较；
[0057]调整单元302，用于当二者存在差异时，调整所述初始虚拟相空间源的物理参数，直至所述模拟得到的三维剂量曲线与所述测量得到的三维剂量曲线的误差处于预设的范围之内；
[0058]其中，所述初始虚拟相空间源为:预先计算不同单能、不同束斑大小的电子束经过模拟参考加速器机头模型，生成的对应的相空间文件，通过不断比较测得的三维剂量分布和所述相空间文件线性叠加得到的三维剂量分布，得到不同单能、不同束斑大小的电子束产生的相空间文件对应的权重，通过计算得到的权重，叠加所述相空间文件得到所述初始虚拟相空间源。
[0059]本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括:ROM、RAM、磁盘或光盘等。
[0060]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种电子直线加速器的源模型建立方法，其特征在于，包括: 获取初始虚拟相空间源的物理参数，采用所述物理参数进行三维剂量曲线模拟，将模拟得到的三维剂量曲线与所述电子直线加速器测量得到的三维剂量曲线进行比较； 当二者存在差异时，调整所述初始虚拟相空间源的物理参数，直至所述模拟得到的三维剂量曲线与所述测量得到的三维剂量曲线的误差处于预设的范围之内； 其中，所述初始虚拟相空间源为:预先计算不同单能、不同束斑大小的电子束经过模拟参考加速器机头模型，生成的对应的相空间文件，将测得的三维剂量分布和所述相空间文件线性叠加得到的三维剂量分布进行比较，得到不同单能、不同束斑大小的电子束产生的相空间文件对应的权重，根据获取的权重，叠加所述相空间文件得到的。2.如权利要求1所述的电子直线加速器的源模型建立方法，其特征在于，所述参考加速器机头模型包括以下至少一种:移动靶、初级准直器、电离室、散射箔、次级准直器、多叶准直器以及限光筒。3.如权利要求2所述的电子直线加速器的源模型建立方法，其特征在于，所述物理参数包括:粒子的能量、通量、速度、方向、位置、权重、类型、电荷以及粒子的来源。4.如权利要求3所述的电子直线加速器的源模型建立方法，其特征在于，所述粒子的来源包括散射粒子和非散射粒子，所述散射粒子包括与预设的标记部件发生碰撞的粒子，所述非散射粒子为从移动靶直接产生的粒子。5.如权利要求4所述的电子直线加速器的源模型建立方法，其特征在于，所述采用所述物理参数进行三维剂量曲线模拟，包括:采用所述粒子的能量、通量、速度、方向、位置、权重、类型、电荷以及粒子的来源进行模拟，得到三维剂量曲线。6.如权利要求5所述的电子直线加速器的源模型建立方法，其特征在于，所述调整所述初始虚拟相空间源的物理参数，包括:对所述散射粒子的能量、通量和位置，所述非散射粒子的能量、通量和位置以及所述散射粒子的运动方向进行调整。7.如权利要求6所述的电子直线加速器的源模型建立方法，其特征在于，所述对所述散射粒子的运动方向进行调整，包括:对预设的相空间文件中散射粒子对应的标记部件的位置进行调整。8.如权利要求7所述的电子直线加速器的源模型建立方法，其特征在于，所述预设的标记部件包括以下至少一种:均整器、次级散射箔、次级准直器、多叶准直器以及限光筒。9.如权利要求2所述的电子直线加速器的源模型建立方法，其特征在于，所述移动靶包括以下至少一种:适于产生电子源的空靶或散射箔，适于产生用于治疗的光子的高原子序数靶，以及适于产生用于成像的光子的低原子序数靶。10.一种电子直线加速器的源模型建立装置，其特征在于，包括: 比较单元，用于获取初始虚拟相空间源的物理参数，采用所述物理参数进行三维剂量曲线模拟，将模拟得到的三维剂量曲线与所述电子直线加速器测量得到的三维剂量曲线进行比较； 调整单元，用于当二者存在差异时，调整所述初始虚拟相空间源的物理参数，直至所述模拟得到的三维剂量曲线与所述测量得到的三维剂量曲线的误差处于预设的范围之内； 其中，所述初始虚拟相空间源为:预先计算不同单能、不同束斑大小的电子束经过模拟参考加速器机头模型，生成的对应的相空间文件，通过不断比较测得的三维剂量分布和所述相空间文件线性叠加得到的三维剂量分布，得到不同单能、不同束斑大小的电子束产生的相空间文件对应的权重，通过计算得到的权重，叠加所述相空间文件得到的。
【专利摘要】一种电子直线加速器的源模型建立方法及装置，所述方法包括：获取初始虚拟相空间源的物理参数，采用所述物理参数进行三维剂量曲线模拟，将模拟得到的三维剂量曲线与所述电子直线加速器测量得到的三维剂量曲线进行比较；当二者存在差异时，调整所述初始虚拟相空间源的物理参数，直至所述模拟得到的三维剂量曲线与所述测量得到的三维剂量曲线的误差处于预设的范围之内；所述初始虚拟相空间为预先计算不同单能、不同束斑大小的电子束经过模拟参考加速器机头模型生成的不同权重的相空间文件叠加生成。采用所述方法及装置，可以在无法获取电子直线加速器模型的情况下，提供一种高精度的源模型建立方法。
【IPC分类】A61N5/10
【公开号】CN105457170
【申请号】CN201410412987
【发明人】李贵, 刘艳芳, 刘娟
【申请人】上海联影医疗科技有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年8月20日