[发明专利]放射治疗机束挡器的优化方法、系统、终端及存储介质

说明书

本发明提供一种放射治疗机束挡器的优化方法、系统、终端及存储介质。该方法包括：构建放射治疗机和放射治疗机房的几何模型；基于几何模型，根据束流相空间文件和源偏移参数，生成一组蒙特卡罗模拟程序的输入文件，并采用蒙特卡罗模拟计算的方式，生成一组输出文件；根据一组输出文件，确定放射治疗机房外各关注点层面的剂量水平，并得到各关注点位的瞬时周围剂量当量率水平；判断是否存在超量关注点，若是，则计算超量范围，更新束流阻挡器的形状和尺寸，并基于更新后的束流阻挡器更新几何模型，进入下次迭代；若否，则输出每次迭代对应的束流阻挡器需要增加屏蔽厚度的范围和厚度。本发明既能保证屏蔽效果，又能最大限度减轻重量，降低成本。

技术领域

本发明涉及放射治疗机技术领域，尤其涉及一种放射治疗机束挡器的优化方法、系统、终端及存储介质。

背景技术

放射治疗机通常产生能量较高的电离辐射(例如，X射线、γ射线或电子线等)来治疗患者体内的肿瘤。由于所使用的电离辐射能量较高，通常不会在患者体内完全衰减，而会穿透人体或经人体产生强度较高的小角度散射，使得穿过患者人体后束流主轴附近仍有较强的电离辐射，因而需要衰减此部分电离辐射，防止其进一步传播伤害放射治疗机房周围的医务人员和公众的健康。

由于目前放射治疗通常使用束流多角度聚焦的方式对肿瘤进行照射，束流主轴的方向和范围变化很大，如果仅仅使用放射治疗机房的四面墙、室顶和地板为屏蔽材料，会增加放射治疗机房的屏蔽要求和建设成本。特别是对于术中放疗加速器，由于其使用的场地通常为对无菌要求很高的手术室，改造的难度和成本就更高。

目前，多款放射治疗机，特别是移动式电子束术中放疗加速器在束流主轴远端都设置束流阻挡器，以屏蔽穿透患者人体后束流主轴附近的电离辐射强度，从而降低放射治疗机对放射治疗机房的屏蔽要求。束流阻挡器通常由重金属制成，以提供足够的衰减，因而束流阻挡器通常重量较大，支撑和配重较为困难。

目前，配置有束流阻挡器的放射治疗机只是简单采用均匀厚度的多层甚至单层矩形屏蔽材料进行设计。这种等厚设计暗含假设，假设需遮挡的束流是均匀的。然而实际情况是，束流前向强度很高，在远端形成的剂量分布显然不是均匀的。均匀厚度的束流阻挡器要么中心部分屏蔽厚度不足，屏蔽效果难以保障，要么四周部分屏蔽厚度过度，无谓增加了束流阻挡器和整机的重量和成本，特别不利于术中放射治疗机的移动使用。

发明内容

本发明实施例提供了一种放射治疗机束挡器的优化方法、系统、终端及存储介质，以解决现有技术无法兼顾束流阻挡器的屏蔽效果和降低重量及成本的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种放射治疗机束挡器的优化方法，包括：

构建放射治疗机和放射治疗机房的几何模型；

基于几何模型，根据束流相空间文件和源偏移参数，生成一组蒙特卡罗模拟程序的输入文件，并采用蒙特卡罗模拟计算的方式，根据一组蒙特卡罗模拟程序的输入文件，生成一组输出文件；

根据一组输出文件，确定放射治疗机房外各关注点层面的剂量水平，并根据放射治疗机房外关注点层面的剂量水平，得到各关注点位的瞬时周围剂量当量率水平；

判断是否存在瞬时周围剂量当量率水平超过预设限值的超量关注点，若是，则计算超量范围，更新束流阻挡器的形状和尺寸，并基于更新后的束流阻挡器更新几何模型，跳转至基于几何模型，根据束流相空间文件和源偏移参数，生成一组蒙特卡罗模拟程序的输入文件的步骤循环执行；若否，则输出每次迭代对应的束流阻挡器需要增加屏蔽厚度的范围和厚度。

第二方面，本发明实施例提供了一种放射治疗机束挡器的优化系统，包括：

几何构建模块，用于构建放射治疗机和放射治疗机房的几何模型；