专利名称：一种引入生物辐射敏感性参数对正常组织并发症概率影响的方法
技术领域：
本发明涉及一种计算正常组织并发症概率(NTCP，Normal Tissue Complication Probability)的模型，该模型可用于核医学放射免疫治疗中，研究多种辐射敏感性参数对正常组织并发症概率NTCP的影响。
背景技术：
对生物体辐射效应进行放射生物学模拟，是继传统生物实验手段之外又一行之有效的、经济的研究途径。现代放射生物学模拟已经具有一套完整的理论，并伴随生物实验发现处于持续地更新中。生物有效剂量(BED，Biologically Effective Dose)反映了辐射剂量对生物体的损伤影响，BED可表达为
BED = DXRE-RF (10)
式(10)中，RE是辐射粒子的相对有效因子(RE，Relative Effectiveness factor)，RF是细胞增殖因子(RF，Regeneration Factor)。第i个细胞的BEDi可按下式计算
权利要求
1. 一种引入生物辐射敏感性参数对正常组织并发症概率影响的方法，其特征在于按如下步骤进行步骤1、建立正常组织器官的简单模型建立一个正方体的正常组织细胞群模型Al，所述正常组织细胞群模型Al包含有一个球形器官模型A2，以所述球形器官模型A2表示一个被正常组织细胞群包围的人体器官，整个正方体的正常组织细胞群模型Al是由大小相同的球形细胞所构成，细胞的材料为均勻水介质；步骤2、利用细胞S因子和卷积方法实现剂量分布计算建立两个大小相同的球形细胞模型Bl和B2，利用蒙特卡罗算法模拟得到所述两个球形细胞模型Bl和B2不同中心距离变化情况下的细胞S因子列表，根据所述细胞S因子列表对应得到正常组织器官模型Al的细胞S因子分布数据，利用三维快速傅里叶卷积算法 3-DFFT实现球形器官模型A2中以细胞为单位的剂量分布计算；步骤3、计算生物有效剂量BED和总生存分数SF采用临床文献数据，计算得到球形器官模型A2中，以细胞为单位的生物有效剂量BED 分布，并对BED分布进行归箱处理，计算得到球形器官模型A2的总生存分数SF ；所述球形器官模型A2中第i个细胞的BEDi按式(1)计算
2.根据权利要求1所述的引入生物辐射敏感性参数对正常组织并发症概率影响的方法，其特征是所述步骤2中利用蒙特卡罗算法模拟得到两球形细胞模型Bl和B2不同中心距离情况下的细胞S因子列表的方法是建立两个相同半径的球形细胞模型，这两个球形细胞模型浸润在均勻水介质中，以Bl作为源细胞，B2作为靶细胞，核素活性均勻分布在所述源细胞Bl中；所述源细胞Bl中心点位置是不变的，所述靶细胞B2的中心点位置按照 1 μ m的步长沿径向变化，利用蒙特卡罗算法模拟得到不同中心点距离情况下靶细胞B2中的吸收剂量，获得细胞S因子列表；所述细胞S因子是指医用内照射剂量MIRD规定当源细胞Bl中放射性核素每秒发生一个原子核衰变时，在靶细胞B2中吸收的平均剂量；S因子的单位是 GyBcf1iT1。
3.根据权利要求1所述的引入生物辐射敏感性参数对正常组织并发症概率影响的方法，其特征是所述步骤2中利用三维快速傅里叶卷积算法3-D FFT,实现球形器官模型A2中以细胞为单位的剂量分布的方法是将步骤2中得到的正常组织器官模型Al的细胞S因子分布数据作为3-D FFT的卷积核，将以细胞为单位的核素活度分布作为响应函数，所述以细胞为单位的核素活度分布是指整个正常组织器官模型Al中，各个细胞的相对活度分布， 所述卷积核和响应函数的卷积利用Matlab的三维快速傅里叶变换3-D FFT算法进行计算实现。
全文摘要
本发明公开了一种引入生物辐射敏感性参数对正常组织并发症概率影响的方法，其特征是基于简单正常组织器官模型，计算得到器官模型的剂量和生物有效剂量BED分布，归箱处理BED分布计算得到总生存分数SF，利用SF计算得到器官模型有效均匀剂量EUD，将NTCPLKB模型50％并发症所对应的广义有效均匀剂量gEUD置换成核素50％并发症所对应的有效均匀剂量EUD，利用EUD模型中包含的多种辐射敏感性参数，引入辐射敏感性参数对正常组织并发症概率的影响。本发明方法克服了现有NTCP LKB模型仅反映剂量变化对正常组织器官功能的损伤影响，而不能反映不同生物个体对相同剂量分布反应差异的局限性，可为放射临床工作者提供有价值的辐射生物学毒性预测依据。
文档编号G06F19/00GK102542153SQ201110396298
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者徐元英, 景佳, 林辉, 程梦云, 蔡金凤, 许良凤 申请人:合肥工业大学