立体定向放射外科是由瑞典Leksell于1951年提出的一种治疗肿瘤的新学科,指用立体定向法标定靶点位置,再用高能射线集中照射,破坏该部组织而达到治疗目的。由于放射源使用伽玛射线源而且它产生的破坏灶边界剂量下降很快,有如刀割,因此又称伽玛刀, 本课题是为杭州华源伽玛医疗设备投资有限公司研制的CT机器人伽玛刀治疗计划系统的软件,本文主要涉及放射剂量计算模型的建立、快速剂量计算及治疗计划评估的研究等工作。 本文开展的研究工作和取得的成果如下: 1.论述了国内外伽玛刀的发展简史和历史情况,概括出伽玛刀的特点和国内外伽玛刀的应用概况,介绍了CT机器人伽玛刀的结构和治疗计划系统,从而引出本文的研究内容和意义。 2.介绍了一些常规的剂量计算模型,论述了有限元法模拟剂量场分布的方法,最后结合实际情况,给出CT机器人伽玛刀治疗计划系统剂量计算的方法。 3.提出了一种基于三维区域生长算法的剂量快速搜索算法,将图像分割领域中的区域生长算法扩展到三维空间,并应用于剂量计算区域的快速搜索中。从计算机模拟结果来看,该算法能大大提高了剂量计算的速度。 4.介绍了一些治疗计划评估的手段:等剂量曲线,等剂量曲面,剂量体积直方图以及它们的求取方法。 5.分析了CT机器人伽玛刀TPS坐标系与数控系统各个坐标轴的关系,并描述了数控系统各个轴的运动轨迹。