[发明专利]基于多算法的放射源反演方法

说明书

技术领域

本发明属于放射源反演与重建方法领域。

背景技术

利用体外测量的剂量信息可以反推源的信息就是源反演。源反演方法保证得到 正确的放射源信息——包括电子能谱、质子能谱、光子能谱、光子污染等信息，这 为了精确了解放射源的射线成分构成提供了重要保证。

精确的放射源信息是提高辐射剂量计算精度的重要参数，不管是蒙特卡罗模拟 或者解析剂量计算，放射源信息都起到重要作用。目前，获取放射源信息的途径主 要有三种，其一是蒙特卡罗模拟源，但要根据具体源建立准确几何和物理模型，缺 乏灵活性；其二采用康普顿散射仪(Compton Scatter Spectrometer)等实验测量，但耗 费大不便于测量，并且所得结果因不能得到光子污染情况而不能应用于剂量计算； 最后是利用体外测量剂量数据——如测量水箱中的百分深度剂量(Percentage Depth Dose，PDD)曲线反演能谱，这种方法简单，可操作性强；只要建立适当的数学模 型就可以实现，而且PDD曲线的测量，普通的辐射测量设备都能实现。在利用PDD 反演能谱中，本专利的方法测试表明了本专利的正确性与可靠性，并同时表明忽略 了光子污染的能谱反演所得到的能谱是错误的。传统方法忽略了光子污染，并且方 法单一，不能保证所得放射源信息的正确性。本专利将通过发展新方法实现精确多 算法的多种放射源反演，主要实现重建放射源的光子能谱、质子能谱、电子能谱与 光子污染等多种放射源信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多算法的放射源反演方法。

本发明的技术方案如下：

基于多算法的放射源反演方法，其特征在于通过如下步骤实现：

第一步，获得单能深度剂量曲线PPD，单能深度剂量曲线是通过国际公开使用 的蒙特卡罗(例如EGSnrc)等程序模拟单向垂直入射水箱或者其他测量介质的放射 源——放射源包括：放射性同位素产生的α、β、γ射线，以及各类X射线机或由加 速器产生的X射线、电子线、质子束等，在10cm×10cm射野或者其他射野大小能 量沉积获得——由于电子平衡的影响，射野较大会更好，而小野会带来一定的计算 误差；能量间隔从0到60MeV或者更大能量；

第二步，利用三维水箱或者其他测量介质测量获取百分深度剂量曲线：把放射 源机头和机架角度调整到0度，水箱或者其他测量介质放置在水平地面，中心点与 机头中心点连线垂直于水平地面，机头开野大小设置为10cm×10cm射野或者其他射 野大小——由于电子平衡的影响，射野较大会更好，而小野会带来一定的计算误差； 利用放射源的电离室探头或者其他测量仪器按照一定的深度间隔扫描；

第三步，放射源反演；

(3)采用如下的数学模型实现：

Minσ=1m-(N+4)Σjm[D′(zj)-D(zj)]2---(1)]]>

其中，

D′(z_j)为根据反演出来的能谱重建出来的PDD曲线；