CN112904398B - 确定剂量分布的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种确定剂量分布的方法，包括：测量射束通过剂量修正装置过滤后在模体中形成的剂量曲线，根据所述剂量曲线获得衰减参数和硬化参数，根据所述衰减参数获得所述剂量修正装置的衰减通量图，并根据所述硬化参数获得所述剂量修正装置的硬化通量图，以及根据所述剂量修正装置的衰减通量图和所述剂量修正装置的硬化通量图形成射束通过所述剂量修正装置后在模体中的剂量场分布。所述确定剂量分布的方法在提高计算准确性的同时简化了所述剂量修正装置算法建模流程。

Description

确定剂量分布的方法和设备
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种确定剂量分布的方法、计算设备和计算机可读存储介质。
背景技术
医用直线加速器是目前临床中进行放射治疗的主要设备，剂量修正装置是放疗治疗方案设计中常用到的剂量修正过滤板。剂量修正装置通常是由楔形方向上厚度不均匀的楔形板构成，加速器产生的射束经过楔形板过滤后，在楔形方向中心轴两侧会出现等剂量曲线倾斜的现象。
通常医用直线加速器产生的射束是由不同能量的光子组成的，一般称之为多能光子射束。多能光子射束通过剂量修正装置后，射束由于散射和吸收所用，射束的能量会发生明显衰减；并且，低能光子的衰减比例高于高能光子的衰减比例，即发生射束硬化的现象。从剂量修正装置的矢状面看，剂量修正装置呈现为不规则多边形形状，如图1所示，光子射束通过剂量修正装置不同位置后其衰减比例和硬化程度不同，并且由于不同能谱的光子射束在密度、材料组成不同的材料中的衰减也不完全相同，这些因素为剂量计算建模和保证准确性方面带来较大难度。光子射束在通过金属楔形板时还会产生污染电子，对人体或模体表面建成区剂量分布带来较大影响。此外，实际使用剂量修正装置过程中，难以直接测量得到加工完成的剂量修正装置的密度、线性衰减系数和楔形方向厚度等物性信息。
发明内容
本发明的目的在于提供一种确定剂量分布的方法、设备和存储介质，以解决剂量计算建模和保证准确性方面带来较大难度的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种确定剂量分布的方法，包括：
测量射束通过剂量修正装置过滤后在模体中形成的剂量曲线，根据所述剂量曲线获得衰减参数和硬化参数；
根据所述衰减参数获得所述剂量修正装置的衰减通量图，并根据所述硬化参数获得所述剂量修正装置的硬化通量图；以及，
根据所述剂量修正装置的衰减通量图和所述剂量修正装置的硬化通量图形成射束通过所述剂量修正装置后在模体中的剂量场分布。
可选的，根据所述剂量曲线独立调节衰减参数或者硬化参数。
可选的，所述衰减参数包括第一方向的衰减参数和第二方向的衰减参数，并根据第一方向的衰减参数确定第二方向的衰减参数。
可选的，所述第一方向与所述第二方向夹角大于0度且小于180度。
可选的，所述硬化参数包括第一方向的硬化参数和第二方向的硬化参数，并根据第一方向的硬化参数确定第二方向的硬化参数。
可选的，通过线段勾画所述剂量修正装置，基于勾画的剂量修正装置确定所述第一方向的衰减参数和所述第一方向的硬化参数。
可选的，获得所述第一方向的衰减参数和所述第一方向的硬化参数，包括：
测量射束通过所述剂量修正装置的第一方向不同深度位置后在模体中形成的剂量曲线，通过调节所述第一方向的衰减参数和所述第一方向的硬化参数，使得第一方向上不同深度的剂量的计算值与测量值偏差小于预设阈值，最终形成位置与衰减参数以及位置与硬化参数的参数表，得到所述第一方向的衰减参数和所述第一方向的硬化参数。
可选的，所述第二方向的衰减参数与射束在第二方向上到经过中轴线沿第一方向的平面的距离有关，所述第二方向的硬化参数与射束穿过所述剂量修正装置的厚度有关。
可选的，所述剂量修正装置为物理楔形板、单层挡铅或多层挡铅。
可选的，计算污染电子的电子源的物理尺寸，
利用所述电子源的物理尺寸确定污染电子的电子通量图，
根据所述电子通量图、所述剂量修正装置的衰减通量图和所述剂量修正装置的硬化通量图计算所述剂量场分布。
基于同一发明构思，本发明还提供一种计算设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器；以及
一个或多个程序；
其中，所述一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，所述的一个或多个程序包括用于执行上述任一所述的确定剂量分布的方法的指令。
基于同一发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，存储一个或多个程序，所述的一个或多个程序包括指令，所述指令适于由存储器加载并执行上述任一所述的确定剂量分布的方法。
基于同一发明构思，本发明还提供一种剂量分布计算模型的建立方法，包括：测量射束通过剂量修正装置过滤后在模体中形成的剂量曲线；通过线段勾画所述剂量修正装置，并沿第一方向建立坐标和所述剂量修正装置的参数的对应关系，其中，所述剂量修正装置的参数包括衰减参数和硬化参数中的至少一个；调节所述衰减参数和所述硬化参数中的至少一个使得计算剂量值符合所述剂量曲线。
可选的，计算第二方向的衰减参数，并根据第一方向的衰减参数确定第二方向的衰减参数；或者计算第二方向的硬化参数，并根据第一方向的硬化参数确定第二方向的硬化参数。
可选的，所述第一方向与所述第二方向夹角大于0度且小于180度。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
在本发明提供的一种确定剂量分布的方法、设备和存储介质，通过测量射束通过剂量修正装置过滤后在模体中形成的剂量曲线，根据所述剂量曲线对所述剂量修正装置进行算法建模，以获得所述剂量修正装置的衰减参数和硬化参数；通过所述衰减参数和硬化参数，获得所述剂量修正装置的衰减通量图和硬化通量图；以及形成射束通过所述剂量修正装置过滤后在模体中剂量场分布。
首先，所述确定剂量分布的方法在提高计算准确性的同时简化了所述剂量修正装置算法建模流程。所述算法中将剂量修正装置对光子射束的衰减系数和硬化系数分别单独建模进行计算，省略了对剂量修正装置密度、厚度、射束线性衰减系数等物性参数的测量过程，同时也能消除测量上述物性的误差给剂量计算结果带来的偏差。
其次，所述确定剂量分布的方法通过划分线段的方式勾画剂量修正装置，建立位置与衰减系数和硬化系数关系参数表，提高建模精确度。所述算法中提供输入参数的形式主要为“坐标-衰减”和“坐标-硬化”，为使用者提供了精确描绘射束通过剂量修正装置后在模体中形成的剂量场，提高了算法准确性和针对于各类场景的使用自由度，用户还可以根据使用需要，勾勒其他厚度分布的剂量修正装置。
还有，在非楔形方向上，根据直线加速器治疗头特点，结合γ射束在介质中的衰减公式推导出非楔形方向上的衰减参数和硬化参数及通量图计算方法，精确计算了几何结构，保证了准确性的同时，该模型可以使用一维参数进行精确的二维通量修正，减少了对不同介质的γ射束的线性衰减参数的需求，减少了参数数量，简化了建模过程。
附图说明
图1是本发明实施例的剂量修正装置的结构示意图；
图2是本发明实施例一的射束经过剂量修正装置的楔形方向剂量分布示意图；
图3是本发明实施例一的非楔形方向的剂量修正装置的结构示意图；
图4是本发明实施例一的确定剂量分布的方法流程图；
图5是本发明实施例一的确定剂量分布的方法的计算设备的结构框图；
图6是本发明实施例二的射束经过铅板的楔形方向剂量分布示意图；
图中，
10-剂量修正装置；A-楔形方向；B-非楔形方向；11-光源；12-准直器；13-剂量修正装置托盘；14-铅板；21-存储器；22-处理器；23-输入装置；24-输出装置。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种确定剂量分布的方法、计算设备和计算机可读存储介质作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
【实施例一】
本实施例提供一种确定剂量分布的方法，包括：测量射束通过剂量修正装置过滤后在模体中形成的剂量曲线，根据所述剂量曲线获得衰减参数和硬化参数；根据所述衰减参数获得所述剂量修正装置的衰减通量图，并根据所述硬化参数获得所述剂量修正装置的硬化通量图；以及根据所述剂量修正装置的衰减通量图和所述剂量修正装置的硬化通量图形成射束通过所述剂量修正装置后在模体中的剂量场分布。
所述衰减参数包括第一方向的衰减参数和第二方向的衰减参数，所述第一方向与所述第二方向夹角大于0度且小于180度。所述硬化参数包括第一方向的硬化参数和第二方向的硬化参数。
在本实施例中，所述剂量修正装置10例如是物理楔形板，所述物理楔形板包括楔形方向A和非楔形方向B，所述第一方向例如是楔形方向A，所述第二方向例如是非楔形方向B，所述第一方向与所述第二方向垂直。因此，所述衰减参数包括楔形方向A的衰减参数和非楔形方向B的衰减参数，所述硬化参数包括楔形方向A的硬化参数和非楔形方向B的硬化参数。
图2是本发明实施例一的射束经过剂量修正装置楔形方向剂量分布示意图。请参考图2，光源11发出射束经过准直器12，穿过剂量修正装置托盘13和剂量修正装置10，到达模体或人体上。测量模体内的剂量分布曲线，得到每个位置对应剂量。
本实施例中，通过划分线段的方式勾画剂量修正装置，并基于勾画的剂量修正装置沿所述楔形方向A建立位置-衰减-硬化参数之间的对应关系，以计算所述楔形方向A的衰减参数和硬化参数，包括：首先通过测量得到经过剂量修正装置不同深度位置过滤的模体内的剂量曲线，沿所述楔形方向A建立位置-衰减-硬化参数之间的对应关系，即每个位置对应一个衰减参数和一个硬化参数，基于每个位置对应的衰减参数和硬化参数利用剂量计算算法得到剂量的计算值，再根据剂量曲线对所述衰减参数和硬化参数中的至少一个进行调节，使得楔形方向上不同深度的剂量的计算值与测量值偏差小于预设阈值，最终形成衰减参数和硬化参数的参数表，如表1所示。其中，剂量计算算法可以采用本领域已知的算法，例如蒙特卡洛算法、笔形束算法、卷积算法等，本实施例不进行限定。在上述调节参数过程中，可以根据测量剂量曲线的形状，在任意xi位置增加一行参数(衰减参数xf或者硬化参数xh)，可以直接调节该行参数xf和xh，使得位于xi位置处的剂量计算值与测量值偏差小于预设阈值。在本实施例中，xi优选为剂量曲线变化较快(例如，剂量曲线梯度较大的)的位置。在本实施例中，下述表1中位置x的数量越多，用于勾画剂量修正装置的线段数量越多，则勾画的剂量修正装置的形状越接近实际的形状，则确定的衰减参数和硬化参数越精确。在本实施例中，每个位置对应的参数独立调节。在本实施例中，每个位置的参数可以由用户输入进行调节。
表1物理楔形参数表
位置 衰减修正参数 硬化修正参数
x1 f1 H1
x2 f2 H2
x3 f3 H3
x4 f4 H4
x5 f5 h5
… … …
图3是本发明实施例一的非楔形方向的剂量修正装置的结构示意图。请参考图3，计算所述非楔形方向B的衰减参数和硬化参数，包括：如图3所示，在非楔形方向B上的截面上，由于射束是发散的，所以在与该截面中轴线距离为y的位置处的射束穿透的剂量修正装置厚度与中轴线位置处的射束穿透的剂量修正装置厚度不同，所述中轴线为穿过射束中心轴且沿所述楔形方向A的平面内的射线，因此需要对非楔形方向B上的射束衰减和硬化参数做进一步的校正。
如图3所示，其中h为可调参数，描述衰减距离，与剂量修正装置尺寸有关，代表所述剂量修正装置10与所述光源11的平均距离，可以知道：
Figure BDA0003035501340000071
根据射束在吸收介质深度为d位置的衰减经验公式：
I(d)＝e-μd (2)
可以得到所述非楔形方向B上距离中轴线为y的位置处的射束衰减与中轴线位置处的衰减系数比值为：
Figure BDA0003035501340000072
由于μ<<1，即e-μ趋近于1，
Figure BDA0003035501340000073
其中，μ为射束线性衰减系数，y为非楔形方向(即上述的第二方向)上与经过中轴线沿楔形方向(即上述的第一方向)的平面(简称中心面)的距离为y的位置，d(y)为与所述中心面的距离为y的位置对应的射线穿过的剂量修正装置的厚度，d(0)为y＝0时，即中轴线对应的射线穿过的剂量修正装置的厚度，I(y)为非楔形方向上与中心面距离为y的位置处的射束衰减比例，I(0)为非楔形方向上中轴线的位置处的射束衰减比例，Atten(y)为非楔形方向上距离中心面为y的位置处的射束衰减系数，Atten(0)为非楔形方向上中轴线的位置处的射束衰减系数，f(y)为非楔形方向上距离中心面为y的位置处的衰减修正系数，f(0)为y＝0时的衰减修正系数。
因此可以推得：
Figure BDA0003035501340000074
因此，利用公式(5)结合f(y)与I(y)之间的关系可以计算得到距离中心面为y处的衰减参数f(y)，即基于沿楔形方向A的不同位置x处的衰减参数确定非楔形方向B不同位置y处的衰减参数。
通过上述实施例的方式直接确定不同位置(楔形方向的x位置、非楔形方向的y位置)处的衰减参数，且该确定的衰减参数与剂量修正装置的射束线性衰减系数或密度无关。
重复上述方法可以同样计算得到非楔形方向B上的硬化系数与中轴线上的比值，同样与剂量修正装置10的射束线性衰减系数或密度无关。
在本实施例中，离散化能谱后的光子射束硬化参数公式，
Figure BDA0003035501340000081
其中wi(d)描述光子射束中第i个能量档的光子射线穿过厚度为d的介质后的光子通量占整个射束光子通量的比例，wj(0)描述光子射束中第j个能量档的光子射线未穿过介质的光子通量。通过上述公式(6)计算得到非楔形方向B的不同位置y处光子的能谱分布(即每个能量档所占的比例)，结合上述表1中的硬化修正参数得到该y位置的硬化修正参数。
在本实施例中，利用楔形方向的衰减参数和硬化参数，结合射线穿过剂量修正装置10的厚度信息可以建立剂量修正装置的模型，用于剂量计算，从而可以使用一维参数进行精确的二维通量修正，减少了对不同介质的γ射束的线性衰减参数的需求，减少了参数数量，简化了建模过程。
请参考图4，图4是本发明实施例一的确定剂量分布的方法流程图；通常的剂量算法中都包含由Collimator(准直器)位置和均整器形成的通量图两个过程，本实例中通过用户界面输入的剂量修正装置10的“坐标-衰减”和“坐标-硬化”参数得到衰减通量图和硬化通量图，将两个图谱分别与光子通量图和软化通量图进行叠加，得到复合通量图，将其输入剂量计算模块后可以得到剂量场分布结果。在本实施例中，由于“坐标-衰减”和“坐标-硬化”参数为离散分布，可以进行插值以计算得到衰减通量图和硬化通量图。
在本实施例中，所述剂量修正装置10的衰减通量图与准直器12位置形成的光子通量图相乘得到复合光子通量图；以及，所述剂量修正装置10的硬化通量图与均整器形成的软化通量图相加得到复合软化系数图。
所述确定剂量分布的方法的算法模型中采用划分线段的方式勾画剂量修正装置精确描述剂量修正装置楔形方向上的厚度信息，分别通过两组参数计算楔形方向上的射束衰减参数和硬化效应，并依据高度参数，对非楔形方向上的衰减和硬化进行计算，获得更加准确的剂量结果。
请继续参考图4，图4中剂量计算时还需要考虑剂量修正装置形成的电子污染剂量修正：剂量修正装置一般为金属，较高能量档的光子射束穿过金属剂量修正装置时，金属剂量修正装置会产生较多散射电子，此时进行剂量计算不能够完全忽略这些散射电子产生的吸收剂量。
在本实施例中，获得所述电子通量图的方法包括：计算污染电子的电子源的物理尺寸，利用所述电子源的物理尺寸确定污染电子的电子通量图，根据所述电子通量图、所述剂量修正装置的衰减通量图和所述剂量修正装置的硬化通量图计算所述剂量场分布。
具体的，在计算电子通量图时，根据剂量修正装置10与光源11距离h以及原有电子源与光源距离h0，对电子源直径进行修正，得到修正后的电子源直径δ(δ为电子源修正后直径，δ0为电子源初始直径)，即δ＝δ0*h/h0，在本实施例中，原有的电子源直径和距离是未加入剂量修正装置时的治疗头模型当中的建模参数，加入剂量修正装置后需要对其进一步修正。再以修正后的电子源直径δ为高斯分布的半高宽参数，对复合光子通量图进行高斯模糊，将模糊后的电子通量图乘以电子源强度参数，得到最终的电子通量图。将电子通量图输入剂量计算模块，即可得到电子污染剂量。
光子射束在通过剂量修正装置时还会产生污染电子，对人体或模体表面建成区剂量分布带来较大影响，本实施例中确定剂量分布的方法的算法中对电子污染能量通量图进行修正，使得建成区剂量与实际测量值更加符合。此外，实际使用剂量修正装置过程中，难以直接测量得到加工完成的剂量修正装置的密度、线性衰减系数和楔形方向厚度等物性信息，本实施例中确定剂量分布的方法的算法模型中通过优化参数的方法，省略了这一测量过程，并在一定程度上提高了计算准确性。
在本实施例中，还可以利用蒙特卡洛算法模拟射束经过剂量修正装置的过程以得到最终的电子通量图。
本实施例提供的一种确定剂量分布的方法及模型可以用于计算射束束流路径上包含有可以用任意线段描述形状的物质的情形下的剂量。
图5是本发明实施例的确定剂量分布的方法的计算设备的结构框图。如图5所示，所述设备包括存储器21、处理器22、输入装置23以及输出装置24。设备中处理器22的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器22为例。设备中的存储器21、处理器22、输入装置23以及输出装置24可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器21作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的确定剂量分布的方法对应的程序指令/模块。处理器22通过运行存储在存储器21中的软件程序、指令以及模块(例如剂量计算模块，复合光子通量图计算模块，复合软化系数图计算模块)，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的确定剂量分布的方法。
存储器21可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器21可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器21可进一步包括相对于处理器22远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置23可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。例如，可以用于输入准直器位置形成的光子通量图，剂量修正装置形成的衰减通量图，由均整器形成的软化通量图，剂量修正装置形成的硬化通量图。
输出装置24可包括显示屏等显示设备，例如，用户终端的显示屏。
本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种确定剂量分布的方法，该方法包括：
测量射束通过剂量修正装置过滤后在模体中形成的剂量曲线，根据所述剂量曲线获得衰减参数和硬化参数；
根据所述衰减参数获得所述剂量修正装置的衰减通量图，并根据所述硬化参数获得所述剂量修正装置的硬化通量图；以及
根据所述剂量修正装置的衰减通量图和所述剂量修正装置的硬化通量图形成射束通过所述剂量修正装置后在模体中的剂量场分布。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的确定剂量分布的方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，简称RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的确定剂量分布的方法。
本实施例还提供一种剂量分布计算模型的建立方法，包括：测量射束通过剂量修正装置过滤后在模体中形成的剂量曲线；通过线段勾画所述剂量修正装置，并沿第一方向建立坐标和所述剂量修正装置的参数的对应关系，其中，所述剂量修正装置的参数包括衰减参数和硬化参数中的至少一个；调节所述衰减参数和所述硬化参数中的至少一个使得计算剂量值符合所述剂量曲线。
所述剂量分布计算模型的建立方法还包括，计算第二方向的衰减参数，并根据第一方向的衰减参数确定第二方向的衰减参数；或者计算第二方向的硬化参数，并根据第一方向的硬化参数确定第二方向的硬化参数。
其中，所述第一方向与所述第二方向夹角大于0度且小于180度，在本实施例中，所述第一方向与所述第二方向夹角例如是90度。
【实施例二】
在放疗临床应用中，一般用附加铅块改变标准照射野为不规则野，以适合靶区的形状，并保护周围的正常组织。挡铅的厚度直接影响到透射光子束流的光子通量和硬度。本实施例提供的一种确定剂量分布的方法及模型可应用于放疗计划中带有厚度不均匀或者均匀的挡铅或多层挡铅技术的剂量计算。
与实施例一不同之处在于，本发明实施例的剂量修正装置为单层挡铅或多层挡铅，所述单层挡铅为厚度不均匀的挡铅，所述多层挡铅形成了厚度不均匀的楔形形状。
图6是本发明实施例二的射束经过铅板的楔形方向剂量分布示意图。请参考图6，光源11发射射束经过准直器12，经过挡铅13和剂量修正装置托盘13到达模体或人体，测量人体或模体上的剂量分布。计算方法和实施例一中的方法相同，通过测量手段获得若干关键点的真实值，再通过插值或拟合的方法得到“位置-参数”关系曲线，从而完成对模型中所有位置的建模。在此不在赘述。
综上所述，在本发明提供的一种确定剂量分布的方法、设备和存储介质，通过测量射束通过剂量修正装置过滤后在模体中形成的剂量曲线，根据所述剂量曲线对所述剂量修正装置进行算法建模，以获得衰减参数和硬化参数；通过所述衰减参数和硬化参数，获得所述剂量修正装置的衰减通量图和硬化通量图；以及形成射束通过所述剂量修正装置过滤后在模体中剂量场分布。
首先，所述确定剂量分布的方法在提高计算准确性的同时简化了所述剂量修正装置算法建模流程。所述算法中将剂量修正装置对光子射束的衰减系数和硬化系数分别单独建模进行计算，省略了对剂量修正装置密度、厚度、射束线性衰减系数等物性参数的测量过程，同时也能消除测量上述物性的误差给剂量计算结果带来的偏差。
其次，所述确定剂量分布的方法提供了用划分线段的方式勾画剂量修正装置，建立位置与衰减系数和硬化系数关系参数表，提高建模精确度。所述算法中提供输入参数的形式主要为“坐标-衰减”和“坐标-硬化”，为使用者提供了精确描绘射束通过剂量修正装置后在模体中形成的剂量场，提高了算法准确性和针对于各类场景的使用自由度，用户还可以根据使用需要，勾勒其他厚度分布的剂量修正装置。
还有，在非楔形方向上，根据直线加速器治疗头特点，结合γ射束在介质中的衰减公式推导出非楔形方向上的衰减参数和硬化参数及通量图计算方法，精确计算了几何结构，保证了准确性的同时，该模型可以使用一维参数进行精确的二维通量修正，减少了对不同介质的γ射束的线性衰减参数的需求，减少了参数数量，简化了建模过程。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (14)

1.一种确定剂量分布的方法，其特征在于，包括：
测量射束通过剂量修正装置过滤后在模体中形成的剂量曲线，根据所述剂量曲线对所述剂量修正装置进行算法建模，以获得衰减参数和硬化参数；
根据所述衰减参数获得所述剂量修正装置的衰减通量图，并根据所述硬化参数获得所述剂量修正装置的硬化通量图；以及，
根据所述剂量修正装置的衰减通量图和所述剂量修正装置的硬化通量图形成射束通过所述剂量修正装置后在模体中的剂量场分布。
2.如权利要求1所述的确定剂量分布的方法，其特征在于，根据所述剂量曲线独立调节所述衰减参数或者所述硬化参数。
3.如权利要求1所述的确定剂量分布的方法，其特征在于，所述衰减参数包括第一方向的衰减参数和第二方向的衰减参数，并根据第一方向的衰减参数确定第二方向的衰减参数。
4.如权利要求3所述的确定剂量分布的方法，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向夹角大于0度且小于180度。
5.如权利要求3所述的确定剂量分布的方法，其特征在于，所述硬化参数包括第一方向的硬化参数和第二方向的硬化参数，并根据第一方向的硬化参数确定第二方向的硬化参数。
6.如权利要求5所述的确定剂量分布的方法，其特征在于，通过线段勾画所述剂量修正装置，基于勾画的剂量修正装置确定所述第一方向的衰减参数和所述第一方向的硬化参数。
7.如权利要求6所述的确定剂量分布的方法，其特征在于，获得所述第一方向的衰减参数和所述第一方向的硬化参数，包括：
测量射束通过所述剂量修正装置的第一方向不同深度位置后在模体中形成的剂量曲线，通过调节所述第一方向的衰减参数和所述第一方向的硬化参数，使得第一方向上不同深度的剂量的计算值与测量值偏差小于预设阈值，最终形成位置与衰减参数以及位置与硬化参数的参数表，得到所述第一方向的衰减参数和所述第一方向的硬化参数。
8.如权利要求7所述的确定剂量分布的方法，其特征在于，所述第二方向的衰减参数与射束在第二方向上到经过中轴线沿第一方向的平面的距离有关，所述第二方向的硬化参数与射束穿过所述剂量修正装置的厚度有关。
9.如权利要求1至8中任一项所述的确定剂量分布的方法，其特征在于，所述剂量修正装置为物理楔形板、单层挡铅或多层挡铅。
10.如权利要求1所述的确定剂量分布的方法，其特征在于，还包括：
计算污染电子的电子源的物理尺寸，
利用所述电子源的物理尺寸确定污染电子的电子通量图，
根据所述电子通量图、所述剂量修正装置的衰减通量图和所述剂量修正装置的硬化通量图计算所述剂量场分布。
11.一种计算设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器；以及
一个或多个程序；
其中，所述一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，所述的一个或多个程序包括用于执行上述权利要求1-10中任一所述的确定剂量分布的方法的指令。
12.一种剂量分布计算模型的建立方法，其特征在于，包括：测量射束通过剂量修正装置过滤后在模体中形成的剂量曲线；通过线段勾画所述剂量修正装置，并沿第一方向建立坐标和所述剂量修正装置的参数的对应关系，其中，所述剂量修正装置的参数包括衰减参数和硬化参数中的至少一个；调节所述衰减参数和所述硬化参数中的至少一个使得计算剂量值符合所述剂量曲线。
13.如权利要求12所述的剂量分布计算模型的建立方法，其特征在于，计算第二方向的衰减参数，并根据第一方向的衰减参数确定第二方向的衰减参数；或者计算第二方向的硬化参数，并根据第一方向的硬化参数确定第二方向的硬化参数。
14.如权利要求13所述的剂量分布计算模型的建立方法，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向夹角大于0度且小于180度。
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