本申請涉及放射治療，尤其涉及一種生成硼中子俘獲治療計劃的方法、計算機設(shè)備和存儲介質(zhì)。
背景技術(shù)：
1、硼中子俘獲治療(bnct)由于其靶向殺滅癌細(xì)胞的特性，被廣泛研究和計劃應(yīng)用于腫瘤的治療。其原理是使用中子束流照射腫瘤所在部位，中子與富集在腫瘤細(xì)胞內(nèi)部的硼b-10發(fā)生俘獲反應(yīng)，產(chǎn)生次級中子具有較高的線傳能密度，其沉積的能量可以靶向性地殺死癌細(xì)胞。
2、在進行bnct治療前，治療計劃系統(tǒng)進行劑量計算十分重要，但是相關(guān)技術(shù)中對劑量分布的計算還有局限性，需要一種能夠提升劑量分布計算精確性和計算效率的方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本申請?zhí)岢鲆环N生成硼中子俘獲治療計劃的方法、計算機設(shè)備和存儲介質(zhì)。本申請采用的主要技術(shù)方案包括：
2、第一方面，本申請實施例提供一種生成硼中子俘獲治療計劃的方法，用于硼中子俘獲治療過程中，該方法包括：基于中子的當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)，確定中子在當(dāng)前位置的第一截面數(shù)據(jù)、第二截面數(shù)據(jù)和當(dāng)前輸運距離；其中，第一截面數(shù)據(jù)用于描述除硼之外的核素的宏觀截面，第二截面數(shù)據(jù)用于描述利用當(dāng)前位置所處的當(dāng)前網(wǎng)格的硼濃度與核素硼的微觀截面計算得到的宏觀截面；利用第一截面數(shù)據(jù)、第二截面數(shù)據(jù)和當(dāng)前輸運距離判斷中子是否發(fā)生碰撞；在中子不發(fā)生碰撞且中子從當(dāng)前網(wǎng)格穿面輸運至下一網(wǎng)格的情況下，若當(dāng)前網(wǎng)格和下一網(wǎng)格的材料相同，基于下一網(wǎng)格的硼濃度更新第二截面數(shù)據(jù)，以基于更新后的第二截面數(shù)據(jù)進行劑量分布計算，利用劑量分布計算結(jié)果生成硼中子俘獲治療計劃。
3、可選地，在下一網(wǎng)格的硼濃度不等于當(dāng)前網(wǎng)格的硼濃度的情況下，基于下一網(wǎng)格的硼濃度更新第二截面數(shù)據(jù)。
4、可選地，利用第一截面數(shù)據(jù)、第二截面數(shù)據(jù)和當(dāng)前輸運距離判斷中子是否碰撞，包括：利用第一截面數(shù)據(jù)、第二截面數(shù)據(jù)和當(dāng)前輸運距離對中子的當(dāng)前等效輸運距離進行累計，得到更新后等效輸運距離；通過比較更新后等效輸運距離和碰撞參考值的大小，判斷中子是否碰撞；其中，碰撞參考值是用于判斷中子是否發(fā)生碰撞的無量綱的等效距離。
5、可選地，通過以下方式確定碰撞參考值：抽取當(dāng)前隨機數(shù)；基于隨機數(shù)確定中子不發(fā)生碰撞的概率；對概率取對數(shù)，得到碰撞參考值。
6、可選地，利用第一截面數(shù)據(jù)、第二截面數(shù)據(jù)和當(dāng)前輸運距離對中子的當(dāng)前等效輸運距離進行累計，得到更新后等效輸運距離，包括：對第一截面數(shù)據(jù)和第二截面數(shù)據(jù)進行求和，得到中子在當(dāng)前位置的當(dāng)前總截面；利用當(dāng)前總截面和當(dāng)前輸運距離相乘，得到等效輸運距離增量；在當(dāng)前等效輸運距離上累加等效輸運距離增量，得到更新后等效輸運距離。
7、可選地，通過以下方式確定第一截面數(shù)據(jù)：基于不包含硼濃度信息的基礎(chǔ)材料矩陣確定當(dāng)前網(wǎng)格對應(yīng)的核素信息；基于核素信息和當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)中的中子能量信息確定第一截面數(shù)據(jù)。
8、可選地，通過以下方式確定第二截面數(shù)據(jù)：利用體素網(wǎng)格下的硼濃度分布信息確定當(dāng)前網(wǎng)格的硼濃度；基于當(dāng)前網(wǎng)格的硼濃度和中子能量信息確定第二截面數(shù)據(jù)。
9、可選地，該方法還包括：在中子發(fā)生碰撞的情況下，確定碰撞后情況；若碰撞后情況表明中子存活，更新中子的當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)，并重復(fù)執(zhí)行上述劑量分布計算的步驟；若碰撞后情況表明中子死亡且釋放次級中子，將次級中子存入次級中子庫；若碰撞后情況表明中子死亡且未釋放次級中子，判斷次級中子庫是否存在剩余中子，若存在，針對剩余中子執(zhí)行上述劑量分布計算的步驟。
10、第二方面，本申請實施例提供一種生成硼中子俘獲治療計劃的裝置，該裝置包括：信息獲取模塊，用于基于中子的當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)，確定中子在當(dāng)前位置的第一截面數(shù)據(jù)、第二截面數(shù)據(jù)和當(dāng)前輸運距離；其中，第一截面數(shù)據(jù)用于描述除硼之外的核素的宏觀截面，第二截面數(shù)據(jù)用于描述利用當(dāng)前位置所處的當(dāng)前網(wǎng)格的硼濃度與核素硼的微觀截面計算得到宏觀截面；碰撞判斷模塊，用于利用第一截面數(shù)據(jù)、第二截面數(shù)據(jù)和當(dāng)前輸運距離判斷中子是否發(fā)生碰撞；劑量計算模塊，用于在中子不發(fā)生碰撞且中子從當(dāng)前網(wǎng)格穿面輸運至下一網(wǎng)格的情況下，若當(dāng)前網(wǎng)格和下一網(wǎng)格的材料相同，基于下一網(wǎng)格的硼濃度更新第二截面數(shù)據(jù)，以基于更新后的第二截面數(shù)據(jù)進行劑量分布計算。
11、第三方面，本申請還提供一種計算機設(shè)備包括存儲器和處理器，存儲器存儲有計算機程序，處理器執(zhí)行計算機程序時實現(xiàn)上述任一項的方法的步驟。
12、第四方面，本申請還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述任一項的方法的步驟。
13、第五方面，本發(fā)明提供一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述任一項的方法的步驟。
14、上述實施例中，通過區(qū)分不含硼的第一截面數(shù)據(jù)與含硼的第二截面數(shù)據(jù)，避免了對固定核素截面的重復(fù)計算，大大減少了計算量和數(shù)據(jù)存儲需求。進一步地，在穿面至材料相同的相鄰網(wǎng)格時，僅更新與硼濃度相關(guān)的第二截面數(shù)據(jù)，從而減少了截面更新操作，顯著優(yōu)化了計算效率。至此，解決了bnct中因硼濃度分布不均勻而導(dǎo)致的蒙特卡羅計算局限性，實現(xiàn)了一種兼顧精度和速度的劑量分布計算方法，提高了硼中子俘獲治療計劃生成的可靠性和效率。
1.一種生成硼中子俘獲治療計劃的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述下一網(wǎng)格的硼濃度不等于所述當(dāng)前網(wǎng)格的硼濃度的情況下，基于所述下一網(wǎng)格的硼濃度更新所述第二截面數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述利用所述第一截面數(shù)據(jù)、所述第二截面數(shù)據(jù)和所述當(dāng)前輸運距離判斷所述中子是否碰撞，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，通過以下方式確定所述碰撞參考值：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述第一截面數(shù)據(jù)、所述第二截面數(shù)據(jù)和所述當(dāng)前輸運距離對所述中子的當(dāng)前等效輸運距離進行累計，得到更新后等效輸運距離，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的方法，其特征在于，通過以下方式確定所述第一截面數(shù)據(jù)：
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的方法，其特征在于，通過以下方式確定所述第二截面數(shù)據(jù)：
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
9.一種計算機設(shè)備，其特征在于，包括：
10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機指令，所述計算機指令用于使計算機執(zhí)行權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法。