本技術(shù)涉及輻射監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種醫(yī)院質(zhì)子區(qū)防輻射性能智能監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)方法及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、目前，質(zhì)子治療區(qū)的醫(yī)院的防輻射性能評(píng)估分為兩個(gè)階段，規(guī)劃初期和運(yùn)營(yíng)期，存在質(zhì)子治療區(qū)的醫(yī)院在規(guī)劃初期會(huì)進(jìn)行環(huán)境評(píng)價(jià)，特別是對(duì)質(zhì)子區(qū)的防輻射性能進(jìn)行評(píng)估，一般會(huì)采用基于蒙特卡羅法的三維bim軟件fluka對(duì)質(zhì)子區(qū)的防輻射性能進(jìn)行評(píng)估，在運(yùn)營(yíng)期，采用施工單位的三維bim軟件revit建立的三維bim模型進(jìn)行施工，施工完成后，結(jié)合檢測(cè)儀器和要求需對(duì)工作場(chǎng)所的輻射性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)方式采用儀器測(cè)量結(jié)合人為手工記錄方式進(jìn)行。

2、然而，這兩個(gè)時(shí)期的數(shù)據(jù)比較獨(dú)立，在運(yùn)營(yíng)期僅靠?jī)x器測(cè)量的數(shù)據(jù)無法直觀展示醫(yī)院質(zhì)子治療區(qū)的防輻射水平。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供了一種醫(yī)院質(zhì)子區(qū)防輻射性能智能監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)方法及設(shè)備，用于更加直觀地展示醫(yī)院質(zhì)子治療區(qū)的防輻射水平。

2、第一方面，本技術(shù)提供了一種醫(yī)院質(zhì)子區(qū)防輻射性能智能監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)方法，應(yīng)用于智能監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)設(shè)備，該方法包括：獲取目標(biāo)質(zhì)子治療中心的實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)和實(shí)際設(shè)備布局，對(duì)該實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)和該實(shí)際設(shè)備布局進(jìn)行三維掃描得到三維掃描數(shù)據(jù)，并基于該三維掃描數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)設(shè)bim模型進(jìn)行修正，得到三維建筑模型；在檢測(cè)設(shè)備開啟后，獲取目標(biāo)質(zhì)子治療中心在預(yù)設(shè)目標(biāo)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量劑量率水平；對(duì)該測(cè)量劑量率水平進(jìn)行曲線擬合得到測(cè)量劑量率曲線，將模擬劑量率水平和該測(cè)量劑量率曲線進(jìn)行融合，得到各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置的實(shí)際劑量率水平，該模擬劑量率水平在蒙卡程序中模擬得出；將該實(shí)際劑量率水平映射到該三維建筑模型中，得到三維劑量分布圖，該三維劑量分布圖包括劑量等值面、每個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置的劑量值和任意平面的劑量分布切片圖。

3、通過采用上述技術(shù)方案，獲取目標(biāo)質(zhì)子治療中心的實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)備布局的三維掃描數(shù)據(jù)，并根據(jù)三維掃描數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)設(shè)bim模型進(jìn)行修正，得到三維建筑模型，在檢測(cè)設(shè)備開啟后獲取測(cè)量劑量率水平，對(duì)其進(jìn)行曲線擬合得到測(cè)量劑量率曲線，再將模擬劑量率水平和測(cè)量劑量率曲線融合，得到各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置的實(shí)際劑量率水平，最后將實(shí)際劑量率水平映射到三維建筑模型中得到三維劑量分布圖，包括劑量等值面、每個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置的劑量值和任意平面的劑量分布切片圖，能夠直觀、全面地展示質(zhì)子治療中心的輻射分布情況，有助于準(zhǔn)確評(píng)估整個(gè)質(zhì)子區(qū)空間中的防輻射性能。

4、結(jié)合第一方面的一些實(shí)施例，在一些實(shí)施例中，在該獲取目標(biāo)質(zhì)子治療中心的實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)和實(shí)際設(shè)備布局，對(duì)該實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)和該實(shí)際設(shè)備布局進(jìn)行三維掃描得到三維掃描數(shù)據(jù)的步驟之前，該方法還包括：基于預(yù)設(shè)建筑結(jié)構(gòu)和預(yù)設(shè)設(shè)備布局在蒙卡程序中對(duì)該目標(biāo)質(zhì)子治療中心進(jìn)行建模，得到該目標(biāo)質(zhì)子治療中心的三維網(wǎng)格模型；在蒙卡程序中基于該三維網(wǎng)格模型中各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)部分的建筑材料數(shù)據(jù)、該目標(biāo)質(zhì)子治療中心中質(zhì)子治療設(shè)備的治療參數(shù)進(jìn)行劑量率水平模擬，得到該建筑結(jié)構(gòu)部分中每個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置的模擬劑量率水平，該建筑材料數(shù)據(jù)包含密度、元素成分和質(zhì)量含量，該治療參數(shù)包含靶材料和束流強(qiáng)度。

5、通過采用上述技術(shù)方案，基于預(yù)設(shè)建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)備布局在蒙卡程序中對(duì)目標(biāo)質(zhì)子治療中心進(jìn)行建模，得到三維網(wǎng)格模型，在蒙卡程序中，基于三維網(wǎng)格模型中各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)部分的建筑材料數(shù)據(jù)（包含密度、元素成分、質(zhì)量含量等）以及目標(biāo)質(zhì)子治療中心中質(zhì)子治療設(shè)備的治療參數(shù)（包含靶材料和束流強(qiáng)度）進(jìn)行劑量率水平模擬，得到建筑結(jié)構(gòu)部分中每個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置的模擬劑量率水平，能夠準(zhǔn)確反映質(zhì)子治療中心的實(shí)際情況，使得模擬結(jié)果更具可靠性。

6、結(jié)合第一方面的一些實(shí)施例，在一些實(shí)施例中，該將模擬劑量率水平和該測(cè)量劑量率曲線進(jìn)行融合，得到各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置的實(shí)際劑量率水平的步驟，具體包括：將該三維網(wǎng)格模型中的每個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置輸入至預(yù)設(shè)可信度評(píng)估模型中，得到該三維網(wǎng)格模型中所有建筑結(jié)構(gòu)位置對(duì)應(yīng)的模擬可信度，并將該模擬可信度進(jìn)行歸一化處理得到初始融合權(quán)重；根據(jù)該初始融合權(quán)重和該建筑結(jié)構(gòu)位置到最近的預(yù)設(shè)目標(biāo)測(cè)量點(diǎn)的距離計(jì)算每個(gè)該建筑結(jié)構(gòu)位置的距離衰減系數(shù)；將該初始融合權(quán)重與該距離衰減系數(shù)相乘，得到各個(gè)該建筑結(jié)構(gòu)位置的最終融合權(quán)重；基于該最終融合權(quán)重將該模擬劑量率水平與根據(jù)該測(cè)量劑量率曲線插值得到的對(duì)應(yīng)位置劑量率進(jìn)行加權(quán)平均，得到各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)部分的實(shí)際劑量率水平。

7、通過采用上述技術(shù)方案，將三維網(wǎng)格模型中的每個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置輸入至預(yù)設(shè)可信度評(píng)估模型中，得到所有建筑結(jié)構(gòu)位置對(duì)應(yīng)的模擬可信度，并進(jìn)行歸一化處理得到初始融合權(quán)重，根據(jù)初始融合權(quán)重和建筑結(jié)構(gòu)位置到最近預(yù)設(shè)目標(biāo)測(cè)量點(diǎn)的距離計(jì)算距離衰減系數(shù)，將初始融合權(quán)重與距離衰減系數(shù)相乘，得到各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置的最終融合權(quán)重，基于最終融合權(quán)重將模擬劑量率水平與根據(jù)測(cè)量劑量率曲線插值得到的對(duì)應(yīng)位置劑量率進(jìn)行加權(quán)平均，得到各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)部分的實(shí)際劑量率水平，使得實(shí)際劑量率水平的計(jì)算更加準(zhǔn)確，從而更準(zhǔn)確地評(píng)估混凝土的防輻射性能。

8、結(jié)合第一方面的一些實(shí)施例，在一些實(shí)施例中，該將該實(shí)際劑量率水平映射到該三維建筑模型中，得到三維劑量分布圖的步驟，具體包括：將該三維網(wǎng)格模型與該三維建筑模型進(jìn)行對(duì)比，識(shí)別出在該三維建筑模型中的新增結(jié)構(gòu)部分，并在該新增結(jié)構(gòu)部分創(chuàng)建新增數(shù)據(jù)點(diǎn)；基于該實(shí)際劑量率水平為該新增數(shù)據(jù)點(diǎn)賦予初始劑量值；獲取該三維建筑模型中該新增結(jié)構(gòu)部分的建筑材料數(shù)據(jù)，并基于該建筑材料數(shù)據(jù)計(jì)算該初始劑量值對(duì)應(yīng)的衰減系數(shù)，該建筑材料數(shù)據(jù)包含材料參數(shù)和幾何特征；將該衰減系數(shù)與該初始劑量值相乘得到在該新增數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的模擬劑量水平；將該實(shí)際劑量率水平對(duì)應(yīng)的數(shù)值映射到該三維建筑模型中，并將該模擬劑量水平對(duì)應(yīng)的數(shù)值映射到該新增結(jié)構(gòu)部分中，得到三維劑量分布圖。

9、通過采用上述技術(shù)方案，將三維網(wǎng)格模型與三維建筑模型進(jìn)行對(duì)比，能夠準(zhǔn)確識(shí)別出三維建筑模型中的新增結(jié)構(gòu)部分，在新增結(jié)構(gòu)部分創(chuàng)建新增數(shù)據(jù)點(diǎn)后，基于實(shí)際劑量率水平為新增數(shù)據(jù)點(diǎn)賦予初始劑量值，獲取三維建筑模型中新增結(jié)構(gòu)部分的建筑材料數(shù)據(jù)，并基于該數(shù)據(jù)計(jì)算初始劑量值對(duì)應(yīng)的衰減系數(shù)，將衰減系數(shù)與初始劑量值相乘得到在新增數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的模擬劑量水平，將實(shí)際劑量率水平對(duì)應(yīng)的數(shù)值映射到三維建筑模型中，并將模擬劑量水平對(duì)應(yīng)的數(shù)值映射到新增結(jié)構(gòu)部分中，得到完整的三維劑量分布圖，能夠準(zhǔn)確地反映整個(gè)建筑的輻射劑量分布情況，為混凝土防輻射性能的智能監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)提供了更精確的數(shù)據(jù)支持。

10、結(jié)合第一方面的一些實(shí)施例，在一些實(shí)施例中，在蒙卡程序中基于該三維網(wǎng)格模型中各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)部分的建筑材料數(shù)據(jù)、該目標(biāo)質(zhì)子治療中心中質(zhì)子治療設(shè)備的治療參數(shù)進(jìn)行劑量率水平模擬，得到該建筑結(jié)構(gòu)部分中每個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置的模擬劑量率水平的步驟，具體包括：獲取每個(gè)建筑結(jié)構(gòu)部分的顯示精度要求，基于該顯示精度要求對(duì)該三維網(wǎng)格模型進(jìn)行空間單元?jiǎng)澐郑玫骄W(wǎng)格單元；為每個(gè)該網(wǎng)格單元匹配對(duì)應(yīng)的蒙卡程序的模擬參數(shù)，該模擬參數(shù)包括空間分辨率、統(tǒng)計(jì)誤差閾值和迭代次數(shù)；將該建筑材料數(shù)據(jù)和該治療參數(shù)輸入至該蒙卡程序中，對(duì)每個(gè)該網(wǎng)格單元進(jìn)行劑量率水平模擬計(jì)算，得到每個(gè)該網(wǎng)格單元的模擬劑量率水平；將該模擬劑量率水平映射到該三維網(wǎng)格模型中的對(duì)應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)位置，得到該建筑結(jié)構(gòu)部分中每個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置的模擬劑量率水平。

11、通過采用上述技術(shù)方案，獲取每個(gè)建筑結(jié)構(gòu)部分的顯示精度要求，基于該要求對(duì)三維網(wǎng)格模型進(jìn)行空間單元?jiǎng)澐?，得到合適的網(wǎng)格單元，使得模型能夠滿足不同結(jié)構(gòu)部分的精度需求。為每個(gè)網(wǎng)格單元匹配對(duì)應(yīng)的蒙卡程序的模擬參數(shù)，包括空間分辨率、統(tǒng)計(jì)誤差閾值和迭代次數(shù)等，確保模擬計(jì)算的準(zhǔn)確性和效率。將建筑材料數(shù)據(jù)和治療參數(shù)輸入至蒙卡程序中，對(duì)每個(gè)網(wǎng)格單元進(jìn)行劑量率水平模擬計(jì)算，得到每個(gè)網(wǎng)格單元的模擬劑量率水平。將模擬劑量率水平映射到三維網(wǎng)格模型中的對(duì)應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)位置，得到建筑結(jié)構(gòu)部分中每個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置的模擬劑量率水平，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)輻射劑量水平的精確模擬。

12、結(jié)合第一方面的一些實(shí)施例，在一些實(shí)施例中，該在蒙卡程序中基于該三維網(wǎng)格模型中各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)部分的建筑材料數(shù)據(jù)、該目標(biāo)質(zhì)子治療中心中質(zhì)子治療設(shè)備的治療參數(shù)進(jìn)行劑量率水平模擬，得到該建筑結(jié)構(gòu)部分中每個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置的模擬劑量率水平的步驟之后，該方法還包括：若存在目標(biāo)建筑位置的模擬劑量率水平超過預(yù)設(shè)模擬閾值，則對(duì)該目標(biāo)建筑位置進(jìn)行局部修正，該局部修正包含增加墻體厚度和提高墻體材料密度；基于局部修正后的建筑材料數(shù)據(jù)，在該蒙卡程序中重新進(jìn)行劑量率水平模擬，得到修正后的劑量率水平；重復(fù)該局部修正和該劑量率水平模擬，直至目標(biāo)建筑位置的模擬劑量率水平不超過該預(yù)設(shè)模擬閾值。

13、通過采用上述技術(shù)方案，若存在目標(biāo)建筑位置的模擬劑量率水平超過預(yù)設(shè)模擬閾值，則對(duì)該目標(biāo)建筑位置進(jìn)行局部修正，如增加墻體厚度和提高墻體材料密度，能夠有效降低輻射劑量水平?；诰植啃拚蟮慕ㄖ牧蠑?shù)據(jù)，在蒙卡程序中重新進(jìn)行劑量率水平模擬，得到修正后的劑量率水平，以驗(yàn)證修正措施的有效性。重復(fù)局部修正和劑量率水平模擬的過程，直至目標(biāo)建筑位置的模擬劑量率水平不超過預(yù)設(shè)模擬閾值，確保建筑的輻射防護(hù)性能達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。通過這種方式，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決輻射劑量超標(biāo)的問題，提高了質(zhì)子治療中心的安全性和可靠性。

14、結(jié)合第一方面的一些實(shí)施例，在一些實(shí)施例中，在將實(shí)際劑量率水平映射到三維建筑模型中，得到三維劑量分布圖的步驟之后，該方法還包括：檢測(cè)該三維劑量分布圖中是否存在超過預(yù)設(shè)劑量率水平閾值的建筑位置；若存在，則向目標(biāo)客戶端發(fā)送提示信息，該提示信息中包含該建筑位置的位置信息和劑量率水平數(shù)據(jù)。

15、通過采用上述技術(shù)方案，在得到三維劑量分布圖后，檢測(cè)該圖中是否存在超過預(yù)設(shè)劑量率水平閾值的建筑位置，若存在超過閾值的建筑位置，向目標(biāo)客戶端發(fā)送提示信息，該提示信息中包含建筑位置的位置信息和劑量率水平數(shù)據(jù)，使得相關(guān)人員能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取到關(guān)鍵信息，以便采取相應(yīng)的措施。

16、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種智能監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)設(shè)備，該智能監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)設(shè)備包括：一個(gè)或多個(gè)處理器和存儲(chǔ)器；該存儲(chǔ)器與該一個(gè)或多個(gè)處理器耦合，該存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序代碼，該計(jì)算機(jī)程序代碼包括計(jì)算機(jī)指令，該一個(gè)或多個(gè)處理器調(diào)用該計(jì)算機(jī)指令以使得該智能監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)設(shè)備執(zhí)行如第一方面以及第一方面中任一可能的實(shí)現(xiàn)方式描述的方法。

17、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種包含指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)上述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在智能監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)設(shè)備上運(yùn)行時(shí)，使得上述智能監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)設(shè)備執(zhí)行如第一方面以及第一方面中任一可能的實(shí)現(xiàn)方式描述的方法。

18、第四方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包括指令，當(dāng)上述指令在智能監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)設(shè)備上運(yùn)行時(shí)，使得上述智能監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)設(shè)備執(zhí)行如第一方面以及第一方面中任一可能的實(shí)現(xiàn)方式描述的方法。

19、可以理解地，上述第二方面提供的智能監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)設(shè)備，第三方面提供的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和第四方面提供的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)均用于執(zhí)行本技術(shù)實(shí)施例所提供的方法。因此，其所能達(dá)到的有益效果可參考對(duì)應(yīng)方法中的有益效果，此處不再贅述。

20、本技術(shù)實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

21、1、本技術(shù)通過獲取目標(biāo)質(zhì)子治療中心的實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)備布局的三維掃描數(shù)據(jù)，并根據(jù)三維掃描數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)設(shè)bim模型進(jìn)行修正，得到三維建筑模型，在檢測(cè)設(shè)備開啟后獲取測(cè)量劑量率水平，對(duì)其進(jìn)行曲線擬合得到測(cè)量劑量率曲線，再將模擬劑量率水平和測(cè)量劑量率曲線融合，得到各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置的實(shí)際劑量率水平，最后將實(shí)際劑量率水平映射到三維建筑模型中得到三維劑量分布圖，包括劑量等值面、每個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置的劑量值和任意平面的劑量分布切片圖，能夠直觀、全面地展示質(zhì)子治療中心的輻射分布情況，有助于準(zhǔn)確評(píng)估整個(gè)質(zhì)子區(qū)空間中的防輻射性能。

22、2、本技術(shù)通過基于預(yù)設(shè)建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)備布局在蒙卡程序中對(duì)目標(biāo)質(zhì)子治療中心進(jìn)行建模，得到三維網(wǎng)格模型，在蒙卡程序中，基于三維網(wǎng)格模型中各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)部分的建筑材料數(shù)據(jù)（包含密度、元素成分、質(zhì)量含量等）以及目標(biāo)質(zhì)子治療中心中質(zhì)子治療設(shè)備的治療參數(shù)（包含靶材料和束流強(qiáng)度）進(jìn)行劑量率水平模擬，得到建筑結(jié)構(gòu)部分中每個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置的模擬劑量率水平，能夠準(zhǔn)確反映質(zhì)子治療中心的實(shí)際情況，使得模擬結(jié)果更具可靠性。

23、3、本技術(shù)通過將三維網(wǎng)格模型中的每個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置輸入至預(yù)設(shè)可信度評(píng)估模型中，得到所有建筑結(jié)構(gòu)位置對(duì)應(yīng)的模擬可信度，并進(jìn)行歸一化處理得到初始融合權(quán)重，根據(jù)初始融合權(quán)重和建筑結(jié)構(gòu)位置到最近預(yù)設(shè)目標(biāo)測(cè)量點(diǎn)的距離計(jì)算距離衰減系數(shù)，將初始融合權(quán)重與距離衰減系數(shù)相乘，得到各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)位置的最終融合權(quán)重，基于最終融合權(quán)重將模擬劑量率水平與根據(jù)測(cè)量劑量率曲線插值得到的對(duì)應(yīng)位置劑量率進(jìn)行加權(quán)平均，得到各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)部分的實(shí)際劑量率水平，使得實(shí)際劑量率水平的計(jì)算更加準(zhǔn)確和合理，從而更準(zhǔn)確地評(píng)估混凝土的防輻射性能。