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申请/专利权人：中国科学院近代物理研究所

摘要：本发明公开了一种用于粒子束治疗的快速三维剂量重建方法及系统，该方法包括：获取患者治疗时粒子束的第一束流参数，比对第一束流参数和剂量分布数据库的多个束流参数，若匹配到相同的束流参数则选取与第一束流参数对应的剂量分布数据作为第一剂量分布数据，若未匹配到相同的束流参数则根据第一束流参数对剂量分布数据库中的多个剂量分布数据进行处理，得到第二剂量分布数据，对第一或第二剂量分布数据进行组织密度修正，得到第三剂量分布数据。本发明以实测的剂量分布数据库为基础，通过实时监测束流的峰位深度、束斑尺寸及入射角度等参数直接进行剂量重建计算，在减少计算资源消耗的同时提高了重建精度。

主权项：1.一种用于粒子束治疗的快速三维剂量重建方法，其特征在于，包括：获取患者治疗时粒子束的第一束流参数；所述第一束流参数为粒子束的束流峰位、束斑尺寸、入射位置和入射角度；比对所述第一束流参数和剂量分布数据库的多个束流参数；若匹配到相同的束流参数，则选取与所述第一束流参数对应的剂量分布数据作为第一剂量分布数据；若未匹配到相同的束流参数，则根据所述第一束流参数对所述剂量分布数据库中的多个剂量分布数据进行处理，得到第二剂量分布数据；对所述第一剂量分布数据或第二剂量分布数据进行组织密度修正，得到第三剂量分布数据；所述得到第三剂量分布数据之后，还包括：根据当前时刻采集周期患者受照区域的位移数据，计算得到位移修正系数；根据所述位移修正系数对所述第三剂量分布数据进行修正，得到位移修正结果；对所述位移修正结果进行剂量修正，得到第四剂量分布数据；所述对所述第一剂量分布数据或第二剂量分布数据进行组织密度修正，得到第三剂量分布数据，包括：获取所述患者的三维结构矩阵影像；根据所述三维结构矩阵影像和所述剂量分布数据库的剂量分布数据规格，生成相对阻止本领矩阵；其中，通过CT扫描方式得到靶区的影像组学信息，为靶区的三维结构矩阵影像，根据HU-RSP转换表将三维结构矩阵影像的每个体素的HU值转化为针对碳离子与物质相互作用的RSP值，并根据剂量分布数据库的剂量分布数据规格进行划分，生成对于碳离子的相对阻止本领矩阵；将所述相对阻止本领矩阵与构建所述剂量分布数据库时所用的试验靶体的相对阻止本领进行比对；根据比对结果，沿束流入射方向分别计算所述相对阻止本领矩阵中不同体素所在位置的等效厚度，构成等效厚度矩阵；深度d处的等效厚度dET计算如下： 式中d介质1+d介质2+…+d介质n＝d，R靶材和R介质分别为粒子束在靶材和介质中的射程，d介质为不同介质的厚度；根据所述等效厚度矩阵中各体素的值，分别提取所述第一或第二剂量分布数据中对应位置处的剂量值作为所述第三剂量分布数据对应体素的剂量值，得到所述第三剂量分布数据。

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