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申请/专利权人：中国科学院合肥物质科学研究院
摘要：本发明公开一种基于蒙特卡罗方法的多尺度质子相对生物学效应建模方法和系统，属于医学物理学与放射生物学交叉领域，结合DNA损伤、修复等机制，基于蒙特卡罗模拟从物理剂量到生物效应的过程，从亚细胞能量沉积到细胞、组织层面建立多尺度质子RBE计算模型，包括：利用蒙特卡罗方法模拟质子在细胞内的能量沉积；连接DNA损伤和修复模型，预测细胞存活率；建立组织和体内RBE模拟模型；利用临床数据验证和优化模型。本发明建立了纳米到临床尺度的RBE预测；融合了物理、生物和临床数据；提高了质子治疗计划的精确性。
主权项：1.一种基于蒙特卡罗方法的多尺度质子相对生物学效应建模方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、在纳米尺度进行DNA损伤模拟，建立纳米尺度DNA和细胞核模型，使用蒙特卡罗模拟工具，基于DNA物理模型，模拟质子通过细胞核的过程，预测DNA损伤结果；步骤2、进行微米尺度细胞反应预测，建立人体不同细胞几何结构模型，将蒙特卡罗模拟得到的DNA损伤模式作为输入参数，建立DNA损伤修复动力学模型，最终预测细胞存活率；重复模拟不同LET和剂量的质子照射条件下的DNA损伤和细胞存活概率，将多个细胞的模拟结果整合，建立基于细胞群体的存活模型；步骤3、根据细胞存活概率绘制不同LET质子照射的剂量-效应曲线，对照光子细胞存活率数据，计算达到相同存活率的质子RBE值，进行拟合建立与LET和细胞特异性参数相关的质子RBE模型，并利用临床数据验证和优化模型；RBE定义为产生相同生物效应的光子剂量与质子剂量的比值。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 中国科学院合肥物质科学研究院 基于蒙特卡罗方法的多尺度质子相对生物学效应建模方法和系统
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