获取碳离子对应RBE值的方法及系统与流程

专利检索2025-04-17  19


本发明涉及计算机,具体涉及一种获取碳离子对应rbe值的方法、系统、电子设备及存储介质。


背景技术:

1、

2、放射治疗是目前公认的癌症治疗的三大主要手段之一。随着时间的发展,放射治疗技术、理念以以及和多学科的融合发展,放射治疗逐渐步入离子束治疗,离子束在放射治疗领域中的价值被逐渐发掘。而其中,碳离子以其独特的物理和生物学优势作为打击癌症的治疗手段的巨大潜力日益凸显。

3、在质子治疗中,rbe常采用固定的数值1.1,然而,当前越来越多的研究表明,质子束在bragg峰附近的rbe数值会远超这一数值,因此在质子治疗中,考虑引入可变的rbe将会较好的改善治疗结果。对于重离子来说,其rbe数值随深度的增加而增大,并且会在bragg峰附近达到最大值,这一特性使得bragg峰附近较高的rbe可以同物理上的深度剂量分布一起,成为重离子肿瘤治疗最重要的两大优势。因此,准确确定碳离子rbe值是碳离子束治疗中的重要问题。

4、但rbe的具体值依赖于诸如离子类型、能量、细胞和组织的辐射敏感性、物理剂量、生物学终点以及治疗区域内外位置等多种复杂因素,因此,亟需一种可以准确确定碳离子rbe值的方法。


技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种获取碳离子对应rbe值的方法、系统、电子设备及存储介质,用以解决现有技术中无法准确快捷的获取碳离子对应rbe值的问题。

2、为实现上述目的,本发明实施例提供一种获取碳离子对应rbe值的方法,所述方法具体包括:

3、通过chmc模拟得到碳离子在目标辐照条件下的能谱,通过chmc模拟得到x射线在目标辐照条件下的能谱;

4、将碳离子在目标辐照条件的能谱输入mcts进行模拟,得到目标辐射条件下碳离子的dsb产额,将x射线在目标辐照条件下的能谱输入mcts进行模拟,得到目标辐射条件下x射线的dsb产额;

5、基于碳离子的dsb产额和x射线的dsb产额计算得到碳离子对应的rbe值。

6、在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进:

7、进一步地,所述通过chmc模拟得到碳离子在目标辐照条件下的能谱,包括:

8、预先设置chmc的模拟环境和模拟参数;

9、执行chmc模拟;

10、预先定义所述碳离子的特性;

11、获取chmc模拟过程介质内的能量沉积数据,基于所述能量沉积数据获取所述碳离子与所述介质相互作用时的能谱。

12、进一步地,所述通过chmc模拟得到x射线在目标辐照条件下的能谱,包括:

13、预先设置chmc的模拟环境和模拟参数;

14、预先定义所述x射线的特性;

15、执行chmc模拟;

16、获取chmc模拟过程介质内的能量沉积数据,基于所述能量沉积数据获取所述x射线与所述介质相互作用时的能谱。

17、进一步地,所述将碳离子在目标辐照条件的能谱输入mcts进行模拟,得到目标辐射条件下碳离子的dsb产额,包括:

18、预先设置mcts的模拟环境和模拟参数;

19、将碳离子在目标辐照条件的能谱输入mcts进行模拟;

20、通过mcts在微观层面跟踪单个粒子的路径,并获取mcts模拟过程中dna损伤数据;

21、基于所述dna损伤数据计算得到目标辐射条件下碳离子的dsb产额。

22、进一步地,所述将x射线在目标辐照条件下的能谱输入mcts进行模拟,得到目标辐射条件下x射线的dsb产额,包括:

23、预先设置mcts的模拟环境和模拟参数;

24、将x射线在目标辐照条件的能谱输入mcts进行模拟;

25、通过mcts在微观层面跟踪单个粒子的路径,并获取mcts模拟过程中dna损伤数据;

26、基于所述dna损伤数据计算得到目标辐射条件下x射线的dsb产额。

27、进一步地,在mcts模拟过程中,基于gpu对所述mcts模拟进行加速。

28、进一步地,所述基于碳离子的dsb产额和x射线的dsb产额计算得到碳离子对应的rbe值,包括:

29、计算rbe值;

30、

31、式中,rbe为碳离子相对生物学效应,dsbcarbon ion为碳离子的dsb产额,dsbx ray为x射线的dsb产额。

32、一种获取碳离子对应rbe值的系统,包括:

33、能谱获取模块,用于通过chmc模拟得到碳离子在目标辐照条件下的能谱,通过chmc模拟得到x射线在目标辐照条件下的能谱;

34、dsb产额获取模块,用于将碳离子在目标辐照条件的能谱输入mcts进行模拟,得到目标辐射条件下碳离子的dsb产额,将x射线在目标辐照条件下的能谱输入mcts进行模拟,得到目标辐射条件下x射线的dsb产额;

35、rbe值计算模块,用于基于碳离子的dsb产额和x射线的dsb产额计算得到碳离子对应的rbe值。

36、一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如所述方法的步骤。

37、一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现所述方法的步骤。

38、本发明实施例具有如下优点:

39、本发明中获取碳离子对应rbe值的方法,通过chmc模拟得到碳离子在目标辐照条件下的能谱;通过chmc模拟得到x射线在目标辐照条件下的能谱;将碳离子在目标辐照条件的能谱输入mcts进行模拟,得到目标辐射条件下碳离子的dsb产额;将x射线在目标辐照条件下的能谱输入mcts进行模拟,得到目标辐射条件下x射线的dsb产额;基于碳离子的dsb产额和x射线的dsb产额计算得到碳离子对应的rbe值;解决了现有技术中无法准确快捷的获取碳离子对应rbe值的问题。



技术特征:

1.一种获取碳离子对应rbe值的方法,其特征在于,所述方法具体包括:

2.根据权利要求1所述获取碳离子对应rbe值的方法,其特征在于,所述通过chmc模拟得到碳离子在目标辐照条件下的能谱,包括:

3.根据权利要求1所述获取碳离子对应rbe值的方法,其特征在于,所述通过chmc模拟得到x射线在目标辐照条件下的能谱,包括:

4.根据权利要求1所述获取碳离子对应rbe值的方法,其特征在于,所述将碳离子在目标辐照条件的能谱输入mcts进行模拟,得到目标辐射条件下碳离子的dsb产额,包括:

5.根据权利要求1所述获取碳离子对应rbe值的方法,其特征在于,所述将x射线在目标辐照条件下的能谱输入mcts进行模拟,得到目标辐射条件下x射线的dsb产额,包括:

6.根据权利要求4所述获取碳离子对应rbe值的方法,其特征在于,在mcts模拟过程中,基于gpu对所述mcts模拟进行加速。

7.根据权利要求1所述获取碳离子对应rbe值的方法,其特征在于,所述基于碳离子的dsb产额和x射线的dsb产额计算得到碳离子对应的rbe值,包括:

8.一种获取碳离子对应rbe值的系统,其特征在于,包括:

9.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中的任一项所述的方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中的任一项所述的方法的步骤。


技术总结
本发明实施例公开了一种获取碳离子对应RBE值的方法及系统,通过CHMC模拟得到碳离子在目标辐照条件下的能谱;通过CHMC模拟得到X射线在目标辐照条件下的能谱;将碳离子在目标辐照条件的能谱输入MCTS进行模拟,得到目标辐射条件下碳离子的DSB产额;将X射线在目标辐照条件下的能谱输入MCTS进行模拟,得到目标辐射条件下X射线的DSB产额;基于碳离子的DSB产额和X射线的DSB产额计算得到碳离子对应的RBE值。该获取碳离子对应RBE值的方法解决现有技术中无法准确快捷的获取碳离子对应RBE值的问题。

技术研发人员:冯浩男,耿立升,赖有方,李伟光
受保护的技术使用者:冯浩男
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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