一種利用模擬分子動(dòng)力學(xué)方法確定后裝源駐留時(shí)間的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用模擬分子動(dòng)力學(xué)方法確定后裝源駐留時(shí)間的方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)因臨床情況的復(fù)雜性，而導(dǎo)致駐留位較多、劑量參考點(diǎn)不能與駐留位一一對(duì)應(yīng)等問題。該方法包括以下步驟：(一)根據(jù)駐留點(diǎn)和劑量節(jié)制點(diǎn)的位置關(guān)系，采用下式算出每個(gè)駐留點(diǎn)在劑量節(jié)制點(diǎn)處的劑量：(二)根據(jù)劑量節(jié)制點(diǎn)處的計(jì)算劑量與處方劑量的偏差和相鄰駐留點(diǎn)的時(shí)間差構(gòu)成評(píng)價(jià)函數(shù)：(三)根據(jù)上式對(duì)時(shí)間tk求偏導(dǎo)數(shù)，得到式(3)：(四)將上式近似為一個(gè)分子動(dòng)力學(xué)方程，得到分子間的相互作用力fk：(五)采用下式進(jìn)行迭代，迭代過程中，通過不斷改變?chǔ)拥闹?，得出不同的駐留時(shí)間。
【專利說明】一種利用模擬分子動(dòng)力學(xué)方法確定后裝源駐留時(shí)間的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種確定后裝駐留時(shí)間的方法，具體的說，是涉及一種利用模擬分子 動(dòng)力學(xué)方法確定后裝源駐留時(shí)間的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 后裝放射治療是指把不帶放射源的施源器置于治療部位，由電腦遙控步進(jìn)電機(jī)將 放射源送入容器進(jìn)行放射治療，如此可避免放置治療容器過程中醫(yī)務(wù)人員因放射受傷。可 以將放射源準(zhǔn)確安全地輸送到患者需要治療的部位進(jìn)行放射治療。由于放置位置準(zhǔn)確、距 病體組織近等優(yōu)點(diǎn)，在治療婦科、鼻咽、食道、支氣管、直腸、膀胱、乳腺及胰腺等腫瘤中取得 了明顯的臨床治療效果。
[0003]三維近距放射治療計(jì)劃系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛，基本思路是根據(jù)臨床對(duì)放射源 周圍劑量分布的特殊要求，控制步進(jìn)源在不同駐留位置停留不同的時(shí)間，提高治療質(zhì)量。根 據(jù)臨床所規(guī)定的靶區(qū)處方劑量（即參考劑量）值，對(duì)步進(jìn)源的駐留時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化處理。然 而，在優(yōu)化求解的過程中由于臨床情況的復(fù)雜性，如駐留位較多、劑量參考點(diǎn)不能與駐留位 一一對(duì)應(yīng)等，尤其是相鄰駐留位中駐留時(shí)間相差大，使得計(jì)算結(jié)果中出現(xiàn)負(fù)值駐留時(shí)間，這 在臨床和物理學(xué)上都是沒有意義的；同時(shí)，解的結(jié)果中，相鄰駐留位的駐留時(shí)間可能相差很 大，臨床上也很難接受，因?yàn)樗鼤?huì)造成某些臨近駐留位的劑量過低或者過高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種利用模擬分子動(dòng)力學(xué)方法確定后裝源 駐留時(shí)間的方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案如下：
[0006]-種利用模擬分子動(dòng)力學(xué)方法確定后裝源駐留時(shí)間的方法，包括以下步驟；
[0007] (I)根據(jù)駐留點(diǎn)和劑量節(jié)制點(diǎn)的位置關(guān)系，采用式（1)算出每個(gè)駐留點(diǎn)在劑量節(jié) 制點(diǎn)處的劑量：

【權(quán)利要求】
1. 一種利用模擬分子動(dòng)力學(xué)方法確定后裝源駐留時(shí)間的方法，其特征在于，包括以下 步驟； (I) 根據(jù)駐留點(diǎn)和劑量節(jié)制點(diǎn)的位置關(guān)系，采用式（1)算出每個(gè)駐留點(diǎn)在劑量節(jié)制點(diǎn) 處的劑量：
(II) 根據(jù)劑量節(jié)制點(diǎn)處的計(jì)算劑量與處方劑量的偏差和相鄰駐留點(diǎn)的時(shí)間差構(gòu)成評(píng) 價(jià)函數(shù)：
(ΠΙ)根據(jù)式（2)對(duì)時(shí)間tk求偏導(dǎo)數(shù)，得到式（3):
(IV) 將式（3)類似于一個(gè)分子動(dòng)力學(xué)方程，分子間的相互作用力fk表示如下：
(V) 采用下式（5)和（6)進(jìn)行迭代，迭代過程中，通過不斷改變?chǔ)拥闹?，得出不同的駐 留時(shí)間：
(VI) 當(dāng)0(t)小于設(shè)定值時(shí)或者迭代次數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)退出迭代過程，得出最終的駐 留時(shí)間解； 其中，M是劑量節(jié)制點(diǎn)的數(shù)目，N是駐留點(diǎn)的數(shù)目，是第j個(gè)劑量節(jié)制點(diǎn)的權(quán)重，ti是 第i個(gè)駐留點(diǎn)的駐留時(shí)間，是第i駐留點(diǎn)對(duì)第j個(gè)劑量節(jié)制點(diǎn)的劑量率，< 是第j個(gè)劑 量節(jié)制點(diǎn)的節(jié)制劑量，α表示駐留時(shí)間平滑因子，Vk(T)是第k個(gè)原子在τ時(shí)刻的速度， δ τ是時(shí)間增量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用模擬分子動(dòng)力學(xué)方法確定后裝源駐留時(shí)間的方法， 其特征在于，當(dāng)tk為負(fù)數(shù)時(shí)取值為0。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用模擬分子動(dòng)力學(xué)方法確定后裝源駐留時(shí)間的方法， 其特征在于，將式（3)中時(shí)間tk看成為分子動(dòng)力學(xué)中的第k個(gè)原子的位置，第k個(gè)原子的 原子量mk定義為
【文檔編號(hào)】A61N5/00GK104383639SQ201410714374
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】勾成俊, 吳章文, 侯氫 申請(qǐng)人:四川大學(xué)