一种建模方法、验证方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明实施例涉及生物医学信号处理技术领域，尤其涉及一种建模方法、验证方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

电子射野影像装置(electronicportalimagingdevice，epid)是安装在直线加速器上的平板探测器系统，其可作为基于图像引导的放射治疗(image-guidedradiationtherapy，igrt)技术中的图像引导装置，用于获取患者图像以辅助医生判断患者摆位是否准确、肿瘤位置或形状是否发生变化等，以减少正常组织接受照射的可能，由此提高了放射治疗的精准性和高效性。

近年来，随着探测器技术的快速发展，基于epid的剂量仪的研究逐渐成为热点。epid凭借其灵活、方便、快速和高分辨等特点，已成为常用的治疗质量保证工具，其本质上是将图像信息转换为剂量信息，以监测或是重建患者在放射治疗过程中接受的真实三维剂量，而该监测或是重建过程实现的一个重要前提就是epid响应的精确建模。但是，现有的epid响应的建模方案多是从单一维度出发，建模精度有待提高。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种建模方法、验证方法、装置、设备及存储介质，以实现探测器响应的精确建模的效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种探测器响应的建模方法，可以包括：

获取待建模的探测器的结构模型；

获取探测器上的第一粒子的第一粒子信息，其中，第一粒子信息包括类型和入射角度中的至少一个，以及能量，类型包括光子或电子；

根据结构模型和第一粒子信息，模拟出第一粒子在探测器上的响应值，并根据响应值确定建模结果。

可选的，第一粒子包括第一光子和第一电子，根据结构模型和第一粒子信息，模拟出第一粒子在探测器上的响应值，并根据响应值确定建模结果，包括：

根据结构模型和第一光子的第一光子信息，模拟出第一光子在探测器上的光子响应值，并根据光子响应值确定光子建模结果；

根据结构模型和第一电子的第一电子信息，模拟出第一电子在探测器上的电子响应值，并根据电子响应值确定电子建模结果。

可选的，模拟出第一粒子在探测器上的响应值，并根据响应值确定建模结果，可以包括：

分别模拟出与每个第一粒子信息对应的第一粒子在探测器上的能量沉积，根据各能量沉积以及与各能量沉积分别对应的第一粒子信息，确定建模结果。

可选的，探测器可以包括电子射野影像装置，和/或，建模结果可以包括探测器响应曲面。

第二方面，本发明实施例还提供了一种放射治疗剂量的验证方法，可包括：

获取探测器上的第二粒子的第二粒子信息以及按照本发明任意实施例所述的探测器响应的建模方法确定的建模结果，根据第二粒子信息和建模结果，预测出第二粒子照射在探测器上的预测图像；

获取第二粒子照射在探测器上的实测图像，并对比所述实测图像和所述预测图像间的相似性；

其中，预测图像表征第二粒子在探测器上的预测剂量分布，实测图像表征第二粒子在探测器上的真实剂量分布。

可选的，建模结果包括光子建模结果和电子建模结果，根据第二粒子信息和建模结果，预测出第二粒子照射在探测器上的预测图像，可以包括：

根据第二粒子信息和光子建模结果，预测出第二粒子照射在探测器上的光子预测图像，并根据第二粒子信息和电子建模结果，预测出第二粒子照射在探测器上的电子预测图像；

根据光子预测图像和电子预测图像，生成预测图像。

第三方面，本发明实施例还提供了一种探测器响应的建模装置，可包括：

结构模型获取模块，用于获取待建模的探测器的结构模型；

第一粒子信息获取模块，用于获取探测器上的第一粒子的第一粒子信息，其中，第一粒子信息可以包括类型和入射角度中的至少一个，以及能量，类型可以包括光子或电子；

建模模块，用于根据结构模型和第一粒子信息，模拟出第一粒子在探测器上的响应值，并根据响应值确定建模结果。

第四方面，本发明实施例还提供了一种放射治疗剂量的验证装置，可包括：

预测图像预测模块，用于获取探测器上的第二粒子的第二粒子信息以及按照本发明任意实施例所述的探测器响应的建模方法确定的建模结果，根据第二粒子信息和建模结果，预测出第二粒子照射在探测器上的预测图像；

图像对比模块，用于获取第二粒子照射在探测器上的实测图像，并对比实测图像和预测图像间的相似性；

其中，预测图像表征第二粒子在探测器上的预测剂量分布，实测图像表征第二粒子在探测器上的真实剂量分布。

第五方面，本发明实施例还提供了一种设备，该设备可以包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现本发明任意实施例提供的探测器响应的建模方法或是放射治疗剂量的验证方法。

第六方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所提供的探测器响应的建模方法或是放射治疗剂量的验证方法。

本发明实施例的技术方案，通过获取待建模的探测器的结构模型以及模拟出的照射在探测器上的第一粒子的第一粒子信息，可根据结构模型和第一粒子信息模拟出第一粒子在探测器上的响应值，并根据响应值确定建模结果。上述技术方案，同时考虑到了第一粒子的类型和/或入射角度、以及能量，由此，在探测器响应的建模过程中加入了电子响应建模和/或入射角度建模，实现了探测器响应的多粒子类型多维度的建模效果，提高了探测器响应的建模精度。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种探测器响应的建模方法的流程图；

图2是本发明实施例一中的一种探测器响应的建模方法中第一粒子的第一粒子信息的应用示意图；

图3是本发明实施例一中的一种探测器响应的建模方法的第一工作流图；

图4是本发明实施例一中的一种探测器响应的建模方法的第二工作流图；

图5是本发明实施例一中的一种探测器响应的建模方法中光子的探测器响应曲面的示意图和电子的探测器响应曲面的示意图；

图6是本发明实施例二中的一种放射治疗剂量的验证方法的流程图；

图7是本发明实施例二中的一种放射治疗剂量的验证方法的工作流图；

图8a是本发明实施例二中的一种放射治疗剂量的验证方法的结果示意图；

图8b是现有技术中的一种放射治疗剂量的验证方法的结果示意图；

图9是本发明实施例三中的一种探测器响应的建模装置的结构框图；

图10是本发明实施例四中的一种放射治疗剂量的验证装置的结构框图；

图11是本发明实施例五中的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一中提供的一种探测器响应的建模方法的流程图。本实施例可适用于对探测器的响应进行建模的情况，尤其适用于从多维度出发，对探测器的响应进行精确建模的情况。该方法可以由本发明实施例提供的探测器响应的建模装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以集成在各种用户终端或服务器上。

参见图1，本发明实施例的方法具体包括如下步骤：

s110、获取待建模的探测器的结构模型。

其中，探测器可以是任意的二维平板探测器，epid就是一种常用的二维平板探测器。探测器的结构模型也可称为探测器的物理模型，其可根据探测器的制作材料和几何尺寸预先建立，其是探测器响应的建模过程的重要因素。

s120、获取探测器上的第一粒子的第一粒子信息，其中，第一粒子信息包括类型和入射角度中的至少一个，以及能量，类型包括光子或电子。

其中，第一粒子是模拟出的照射在探测器上的粒子，或是说模拟出的探测器接受到的粒子，该第一粒子可通过笔形束的方式照射在探测器上，该笔形束是大量的能量相同且方向一致的同一类型的第一粒子的集合。

第一粒子的第一粒子信息可以是第一粒子的能量和类型，可以是第一粒子的能量和入射角度，还可以是第一粒子的能量、类型和入射角度，等等，在此未做具体限定。第一粒子的类型可以是光子或是电子，也就是说，第一粒子可能是光子也可能是电子，在此未做具体限定。示例性的，以探测器是epid为例，获取到epid上的第一粒子的第一粒子信息可以如图2所示，第一粒子信息可以包括由各光子构成的光子束或是由各电子构成的电子束，入射角度α，及能量沉积层中的能量。

需要说明的是，这样设置第一粒子信息的原因在于，首先，考虑到直线加速器发射出的第一粒子可能是光子也可能是电子，特别地，当由大量的第一粒子构成的放射治疗射束中的模体厚度较大时，根据模拟计算结果可知，在探测器的响应图像中，电子响应占比可达10％以上。由此，相较于常规的探测器响应的建模方案中只考虑光子响应建模，电子响应建模的加入可在较大程度上提高探测器响应的建模精度。

其次，常规的探测器响应的建模方案并未区分各第一粒子的入射角度，即假设具有不同的入射角度的第一粒子具有相同的能量效率。但是，根据实验验证可知，当放射治疗射束中存在大厚度和/或复杂的模体时，入射角度建模的加入可明显提高探测器响应的建模精度，即基于能量和入射角度共同计算出的响应值更加贴近真实的响应值。

s130、根据结构模型和第一粒子信息，模拟出第一粒子在探测器上的响应值，并根据响应值确定建模结果。

其中，根据已获取的结构模型和第一粒子信息，可以模拟出该第一粒子信息对应的第一粒子在具有该结构模型的探测器上的响应值，进而根据响应值确定出建模结果。实际上，该建模结果可以认为是通过事先模拟第一粒子在探测器内的输运得到的，其可以通过多种形式呈现，如探测器响应曲面等等。

在此基础上，可选的，该响应值可以是能量沉积，由此，可分别模拟出与每个第一粒子信息对应的第一粒子在探测器上的能量沉积，根据各能量沉积以及与各能量沉积分别对应的第一粒子信息，确定建模结果。由此，一种可选方案，可采用开源的egsnrc软件中的dosexyznrc模块模拟出探测器的结构模型以得到第一粒子在探测器表面的能量沉积，具体的，可将第一粒子信息作为dosexyznrc模块的输入信息，以使dosexyznrc模块根据输入信息和结构模型计算出与输入信息对应的第一粒子在探测器表面的能量沉积。

在实际应用中，为提高探测响应的建模结果的鲁棒性，在建模过程中可涉及到各种第一粒子信息，该各种第一粒子信息可包括各种类型和/或各种入射角度，以及各种能量，在此未做具体限定。示例性的，如图3所示，以第一粒子信息包括能量和入射角度为例，在获取到已建立的探测器的结构模型之后，可设置第一粒子的能量和入射角度，并根据结构模型、能量和入射角度计算出第一粒子在探测器上的响应值；进而，判断是否各种能量的第一粒子都计算完毕，若否则更新能量以计算其余能量的第一粒子在探测器上的响应值，若是则判断是否各种入射角度的第一粒子都计算完毕；若否则更新入射角度以计算其余入射角度的第一粒子在探测器上的响应值，若是则根据各种能量和各种入射角度，以及与各种能量和各种入射角度分别对应的响应值，生成探测器响应曲面。

在此基础上，可选的，若第一粒子包括第一光子和第一电子，则根据结构模型和第一光子的第一光子信息，可以模拟出第一光子在探测器上的光子响应值，并根据光子响应值确定光子建模结果；且根据结构模型和第一电子的第一电子信息，可以模拟出第一电子在探测器上的电子响应值，并根据电子响应值确定电子建模结果。由此，若第一光子信息包括第一光子的入射角度和能量，第一电子信息包括第一电子的入射角度和能量，则上述建模过程可如图4所示。另外，以光子建模结果为光子的探测器响应曲面且电子建模结果为电子的探测器响应曲面为例，示例性的，如图5所示，根据第一光子的各种入射角度和各种能量可绘制出光子的探测器响应曲面，以及根据第一电子的各种入射角度和各种能量可绘制出电子的探测器响应曲面。

本发明实施例的技术方案，通过获取待建模的探测器的结构模型以及模拟出的照射在探测器上的第一粒子的第一粒子信息，可根据结构模型和第一粒子信息模拟出第一粒子在探测器上的响应值，并根据响应值确定建模结果。上述技术方案，同时考虑到了第一粒子的类型和/或入射角度、以及能量，由此，在探测器响应的建模过程中加入了电子响应建模和/或入射角度建模，实现了探测器响应的多粒子类型多维度的建模效果，提高了探测器响应的建模精度。

需要说明的是，首先，上述技术方案可同时应用于穿透模式的epid剂量仪和非穿透式的epid剂量仪。特别地，在穿透式模式中，放射治疗射束中存在患者和/或模体，根据模拟计算结果可知，此时的照射到epid表面的第一粒子中，电子占比有所提高且入射角度较大，因此，同时考虑到电子响应建模和入射角度建模的技术方案，对穿透模型的精度提升尤为明显。

其次，上述技术方案可同时应用于前向模式(forwardmethod)的epid剂量仪和反向模式(backwardmethod)的epid剂量仪中，且可提高二者的计算精度。具体的，在前向模式中，需要在放射治疗前预测出探测器生成的预测图像，因此，探测器响应的精确建模至关重要。在反向模式中，需要通过探测器实际生成的实测图像反推直线加速器的出射通量，而探测器响应的精确建模是精确重建直线加速器的出射通量的基础。另外，本发明实施例所述的探测器响应的建模方法可应用于多种不同的物理算法，如笔形束算法、卷积算法、蒙特卡罗算法等等，它们都可以应用于前向模式和反向模式的预测图像中。

实施例二

在介绍本发明实施例二之前，先对本发明实施例二的应用场景进行示例性说明：为了实现精准放射治疗，igrt技术广泛应用于临床中，其可以在治疗前精确定位肿瘤的位置，由此减少了正常组织接受照射的可能性，降低了放射治疗的副作用，且提高了放射治疗的效率。在放射治疗中，为了确保一个放射治疗计划准确地照射到患者身上，使用治疗计划系统(treatmentplansystem，tps)计算出来的剂量分布通常需要得到实验验证。本发明实施例二详细阐述了对剂量分布进行快速准确验证的具体实现过程，该剂量分布是基于待验证的放射治疗计划模拟出的照射在探测器上的放射治疗射束的剂量分布，由此实现了放射治疗计划的合理性的高效验证。

图6是本发明实施例二中提供的一种放射治疗剂量的验证方法的流程图。本实施例可适用于对基于待验证的放射治疗计划模拟出的照射在探测器上的放射治疗射束的剂量分布进行验证的情况。该方法可以由本发明实施例提供的放射治疗剂量的验证装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以集成在各种用户终端或服务器上。

参见图6，本发明实施例的方法具体包括如下步骤：

s210、获取探测器上的第二粒子的第二粒子信息以及按照本发明实施例一所述的探测器响应的建模方法确定的建模结果，根据第二粒子信息和建模结果，预测出第二粒子照射在探测器上的预测图像，其中，预测图像表征第二粒子在探测器上的预测剂量分布。

其中，第二粒子是根据待验证的放射治疗计划模拟出的照射在探测器上的粒子，该第二粒子的第二粒子信息与本发明实施例一中所述的第一粒子信息相一致，比如，若第一粒子信息包括能量、类型和入射角度，则第二粒子信息也包括能量、类型和入射角度。由此，根据第二粒子信息和已生成的建模结果，则可模拟出第二粒子照射在探测器上的预测图像。

具体的，可选的，可采用蒙特卡罗算法计算出虚拟的放射治疗射束在探测器上的能注量分布图，每个放射治疗射束是由大量的能量相同且方向一致的同一类型的第二粒子构成的：根据能注量分布图和探测器的建模结果计算出预测图像，该预测图像可以表征第二粒子在探测器上的预测剂量分布，即为虚拟的放射治疗射束在探测器上的剂量分布。

在此基础上，若建模结果包括光子建模结果和电子建模结果，则根据第二粒子信息和光子建模结果，可以预测出第二粒子照射在探测器上的光子预测图像；根据第二粒子信息和电子建模结果，可以预测出第二粒子照射在探测器上的电子预测图像；进而，根据光子预测图像和电子预测图像，可以生成预测图像。也就是说，预测图像是光子建模结果和电子建模结果的综合预测结果。

s220、获取第二粒子照射在探测器上的实测图像，并对比实测图像和预测图像间的差异性，实测图像表征第二粒子在探测器上的真实剂量分布。

其中，直线加速器根据待验证的放射治疗计划发射出具有一定剂量分布的放射治疗射束，每个放射治疗射束由大量的能量相同且方向一致的同一类型的第二粒子构成，该放射治疗射束照射在探测器的表面时，探测器根据其内部的感光元件对照射到其上的放射治疗射束中的第二粒子的感应信号进行成像，得到探测器实际检测到的实测图像，因此，该实测图像可以表征基于待验证的放射治疗计划发射出的放射治疗射束在探测器上的真实剂量分布，即为实际发射出的第二粒子在探测器上的真实剂量分布。

需要说明的是，通常情况下，因探测器处于高速采集状态，针对放射治疗计划中的每个放射治疗射束，探测器均可检测到多幅实测图像，由此，可以将该多幅实测图像相叠加，如将各幅实测图像相对应位置像素点的灰度值相叠加，并将叠加结果作为一幅实测图像。进一步，若放射治疗计划中具有多个放射治疗射束，则可对每个放射治疗射束下产生的多幅实测图像分别进行处理，由此，每个放射治疗射束可对应一幅实测图像。

在获取到第二粒子在探测器上模拟出的预测图像和真实采集的实测图像后，可对二者的差异性进行对比，该差异性可以表征实测图像和预测图像间的吻合程度，根据该吻合程度可验证相应的放射治疗计划是否合理，从而辅助医生对放射治疗计划进行调整。在此基础上，可选的，这一对比过程可通过伽马通过评价算法实现。具体的，通过伽马函数计算图像伽马值，该伽马函数如下所示：

其中，分别为计算点(即，预测图像中的像素点)和参考点(即，实测图像中的像素点)，为计算点和参考点的剂量差，为计算点和参考点的距离，δd和δd分别为预先设置的剂量容差和距离容差。由此，根据伽马函数可以计算参考点的伽马值：

相应的伽马评价准则是，若则通过，若则未通过。这样一来，计算通过点占总计算点百分比即可获得实测图像的伽马通过率，根据伽马通过率即可确定实测图像和预测图像间的差异性。

本发明实施例的技术方案，通过获取到的探测器上的第二粒子的第二粒子信息以及该探测器的建模结果，可以模拟出第二粒子照射在探测器上的预测图像；进而，通过获取到的第二粒子照射在探测器上的实测图像，可以对比出实测图像和预测图像间的相似性，该相似性可用于验证与第二粒子对应的放射治疗计划的合理性。上述技术方案，因利用了已生成的探测器的建模结果，减小了预测图像的计算耗时且提高了预测图像的计算精度，由此实现了放射治疗计划中的放射治疗剂量的快速且精确验证的效果。

为了更好地理解上述步骤的具体实现过程，下面结合具体示例，对本实施例的放射治疗剂量的验证方法进行示例性的说明。

示例性的，如图7所示，以一个头颈部动态调强计划(dimrt)为例，该放射治疗计划共有9个放射治疗射束，其中放置固体水(一种模体)，该固体水的尺寸为30cm×30cm×15cm，固体水中心位于机器等中心。根据光源模型和模体信息，利用蒙特卡罗算法可计算出探测器表面的第二粒子的第二粒子信息，该第二粒子信息包括类型、能量和入射角度。需要说明的是，光源模型中的光源可以认为是大量的第二粒子的集合，从光源模型中提取出大量的第二粒子在照射到模体后，模体会改变这些第二粒子的第二粒子信息，因此，根据光源模型和模体信息可以计算出探测器表面上的第二粒子的第二粒子信息。进一步，根据第二粒子信息和已生成的探测器响应的建模结果计算出预测图像，并将预测图像和实测图像进行对比，得到实测图像的伽马通过率。

经试验验证，若探测器响应的建模过程中同时考虑到光子的能量和入射角度以及电子的能量和入射角度，则第一个放射治疗射束的预测图像、实测图像和伽马值图像如图8a所示，其中，(a)是预测图像，(b)是实测图像，(c)是伽马值图像；若探测器响应的建模过程中只考虑到光子的能量，则第一个放射治疗射束的预测图像、实测图像和伽马值图像如图8b所示，其中，(a)是预测图像，(b)是实测图像，(c)是伽马值图像，对比图8a和图8b可知，在图8b中，相较于实测图像，预测图像的数值偏低，伽马通过率明显下降。

上述技术方案是一种放射治疗前的治疗质量保证方案，其采用前向模式，在治疗患者前实施放射治疗计划，并通过探测器记录实测图像。需要说明的是，该技术方案是用于验证放射治疗剂量，并非用于治疗，因此在获取实测图像时，放射治疗射束中无任何模体。而且，基于蒙特卡罗算法，tps可以精确预测出与实测图像对应的预测图像。进而，通过伽马通过率可定量比较实测图像和预测图像间的差异性，由此验证出直线加速器的出束状态是否达到预期。

另外，探测器响应的建模结果还可应用于探测器成像相关领域，通过考虑第二粒子信息完成图像校正。例如，在epid成像相关领域中，辅助完成图像引导放疗也是epid的一项重要功能，而要获取高质量的锥形束投照电子计算机断层扫描(conebeamcomputertomography，cbct)图像，通常需要对epid图像实施一系列的图像校正，如能谱硬化校正、散射校正等等。这一图像校正方案的通常做法是先建立探测器响应的建模结果，通过模拟和定量计算能谱硬化和散射等因素对图像质量的影响，再进一步对实测图像完成校正。

实施例三

图9为本发明实施例三提供的探测器响应的建模装置的结构框图，该装置用于执行上述任意实施例所提供的探测器响应的建模方法。该装置与上述各实施例的探测器响应的建模方法属于同一个发明构思，在探测器响应的建模装置的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述探测器响应的建模方法的实施例。参见图9，该装置具体可包括：结构模型获取模块310、第一粒子信息获取模块320和建模模块330。

其中，结构模型获取模块310，用于获取待建模的探测器的结构模型；

第一粒子信息获取模块320，用于获取探测器上的第一粒子的第一粒子信息，其中，第一粒子信息可以包括类型和入射角度中的至少一个，以及能量，类型可以包括光子或电子；

建模模块330，用于根据结构模型和第一粒子信息，模拟出第一粒子在探测器上的响应值，并根据响应值确定建模结果。

可选的，建模模块330，具体可以包括：

光子建模单元，用于第一粒子包括第一光子，根据结构模型和第一光子的第一光子信息，模拟出第一光子在探测器上的光子响应值，并根据光子响应值确定光子建模结果；

电子建模单元，用于第一粒子还包括第一电子，根据结构模型和第一电子的第一电子信息，模拟出第一电子在探测器上的电子响应值，并根据电子响应值确定电子建模结果。

可选的，建模模块330，具体可以包括：

能量沉积模拟单元，用于分别模拟出与每个第一粒子信息对应的第一粒子在探测器上的能量沉积，根据各能量沉积以及与各能量沉积分别对应的第一粒子信息，确定建模结果。

可选的，探测器可以包括电子射野影像装置，和/或，建模结果可以包括探测器响应曲面。

本发明实施例三提供的探测器响应的建模装置，通过结构模型获取模块、第一粒子信息获取模块和建模模块相互配合，获取待建模的探测器的结构模型以及模拟出的照射在探测器上的第一粒子的第一粒子信息，可根据结构模型和第一粒子信息模拟出第一粒子在探测器上的响应值，并根据响应值确定建模结果。上述装置，同时考虑到了第一粒子的类型和/或入射角度、以及能量，由此，在探测器响应的建模过程中加入了电子响应建模和/或入射角度建模，实现了探测器响应的多粒子类型多维度的建模效果，提高了探测器响应的建模精度。

本发明实施例所提供的探测器响应的建模装置可执行本发明任意实施例所提供的探测器响应的建模方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

值得注意的是，上述探测器响应的建模装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

实施例四

图10为本发明实施例四提供的放射治疗剂量的验证装置的结构框图，该装置用于执行上述任意实施例所提供的放射治疗剂量的验证方法。该装置与上述各实施例的放射治疗剂量的验证方法属于同一个发明构思，在放射治疗剂量的验证装置的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述放射治疗剂量的验证方法的实施例。参见图10，该装置具体可包括：预测图像预测模块410和图像对比模块420。

其中，预测图像预测模块410，用于获取探测器上的第二粒子的第二粒子信息以及按照本发明任意实施例所述的探测器响应的建模方法确定的建模结果，根据第二粒子信息和建模结果，预测出第二粒子照射在探测器上的预测图像；

图像对比模块420，用于获取第二粒子照射在探测器上的实测图像，并对比实测图像和预测图像间的相似性；

其中，预测图像表征第二粒子在探测器上的预测剂量分布，实测图像表征第二粒子在探测器上的真实剂量分布。

可选的，预测图像预测模块410，具体可以包括：

光子预测图像预测单元，用于建模结果包括光子建模结果，根据第二粒子信息和光子建模结果，预测出第二粒子照射在探测器上的光子预测图像；

电子预测图像预测单元，用于建模结果还包括电子建模结果，根据第二粒子信息和电子建模结果，预测出第二粒子照射在探测器上的电子预测图像；

预测图像生成单元，用于根据光子预测图像和电子预测图像生成预测图像。

本发明实施例四提供的放射治疗剂量的验证装置，通过预测图像预测模块获取到的探测器上的第二粒子的第二粒子信息以及该探测器的建模结果，可以模拟出第二粒子照射在探测器上的预测图像；进而，图像对比模块获取到的第二粒子照射在探测器上的实测图像，可以对比出实测图像和预测图像间的相似性，该相似性可用于验证与第二粒子对应的放射治疗计划的合理性。上述装置，因利用了已生成的探测器的建模结果，减小了预测图像的计算耗时且提高了预测图像的计算精度，由此实现了放射治疗计划中的放射治疗剂量的快速且精确验证的效果。

本发明实施例所提供的放射治疗剂量的验证装置可执行本发明任意实施例所提供的放射治疗剂量的验证方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

值得注意的是，上述放射治疗剂量的验证装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

实施例五

图11为本发明实施例五提供的一种设备的结构示意图，如图11所示，该设备包括存储器510、处理器520、输入装置530和输出装置540。设备中的处理器520的数量可以是一个或多个，图11中以一个处理器520为例；设备中的存储器510、处理器520、输入装置530和输出装置540可以通过总线或其它方式连接，图11中以通过总线550连接为例。

存储器510作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的探测器响应的建模方法对应的程序指令/模块(例如，探测器响应的建模装置中的结构模型获取模块310、第一粒子信息获取模块320和建模模块330)，再如本发明实施例中的放射治疗剂量的验证方法对应的程序指令/模块(例如，放射治疗剂量的验证装置中的预测图像预测模块410和图像对比模块420)。处理器520通过运行存储在存储器510中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的探测器响应的建模方法或是上述的放射治疗剂量的验证方法。

存储器510可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等。此外，存储器510可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器510可进一步包括相对于处理器520远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置530可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置540可包括显示屏等显示设备。

实施例六

本发明实施例六提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种探测器响应的建模方法，该方法包括：

获取待建模的探测器的结构模型；

获取探测器上的第一粒子的第一粒子信息，其中，第一粒子信息包括类型和入射角度中的至少一个，以及能量，类型包括光子或电子；

根据结构模型和第一粒子信息，模拟出第一粒子在探测器上的响应值，并根据响应值确定建模结果。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的探测器响应的建模方法中的相关操作。

实施例七

本发明实施例七提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种放射治疗剂量的验证方法，该方法包括：

获取探测器上的第二粒子的第二粒子信息以及按照本发明任意实施例所述的探测器响应的建模方法确定的建模结果，根据第二粒子信息和建模结果，预测出第二粒子照射在探测器上的预测图像；

获取第二粒子照射在探测器上的实测图像，并对比所述实测图像和所述预测图像间的相似性；

其中，预测图像表征第二粒子在探测器上的预测剂量分布，实测图像表征第二粒子在探测器上的真实剂量分布。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的放射治疗剂量的验证方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。依据这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read-onlymemory,rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。