本发明涉及放疗设备,具体的涉及一种放射治疗计划优化方法及装置。
背景技术:
1、放射治疗行业中,为了解决放射治疗计划执行效率较低问题,其通过网格方式解决了该问题。但该方式因为强度矩阵的设计原理,其同时存在强度值合并过大,导致强度矩阵不够精确问题和缺点。
2、有鉴于此,特提出本发明专利。
技术实现思路
1、本发明提供一种放射治疗计划优化方法及装置,解决了放射治疗计划执行效率较低的问题,同时还克服了强度矩阵合并网格方案的问题和缺点。
2、具体地,采用了如下技术方案:
3、一种放射治疗计划优化方法,包括:
4、获取放射治疗射野的初始强度矩阵;
5、根据初始强度矩阵进行计算,获得该射野下各子射野的照射剂量mu;
6、将各子射野的照射剂量mu进行降序排列操作,针对排序前n%的照射剂量mu行进行滤波操作,其中,n为设定值。
7、作为本发明的可选实施方式,本发明的一种放射治疗计划优化方法中,所述根据初始强度矩阵进行计算,获得该射野下各子射野的照射剂量mu包括:
8、根据初始强度矩阵,逐行比较初始强度矩阵中元素[i]与其左侧元素[i-1]的强度值大小;
9、若元素[i]的强度值小于元素[i-1]的强度值,则将元素[i]的强度值记为0,若元素[i]的强度值大于或者等于元素[i-1]的强度值,则将元素[i]的强度值记为两者之间的差值,得到新的强度矩阵;
10、遍历累计新的强度矩阵中各元素强度值之和,得到各行对应子射野的照射剂量mu。
11、作为本发明的可选实施方式,本发明的一种放射治疗计划优化方法中,所述获得该射野下各子射野的照射剂量mu之后,遍历所有子射野的照射剂量mu获得最大照射剂量mu-max。
12、作为本发明的可选实施方式,本发明的一种放射治疗计划优化方法中,所述将各子射野的照射剂量mu进行降序排列操作,针对排序前n%的照射剂量mu行进行滤波操作包括:
13、根据各子射野的照射剂量mu进行降序排序,获取排序前n%的照射剂量mu行作为滤波操作的目标行,目标行的总行数取整;
14、判断初始强度矩阵中各目标行是否满足滤波操作策略,若满足,则执行相应的滤波操作策略,若不满足,则针对初始强度矩阵中各目标行的三个相邻元素[i-1]、[i]、[i+1]的强度取平均值作为中间位置元素[i]的新强度值。
15、作为本发明的可选实施方式,本发明的一种放射治疗计划优化方法中,所述的滤波操作策略包括第一滤波操作策略,判断初始强度矩阵中各目标行是否满足第一滤波操作策略包括:
16、判断初始强度矩阵中各目标行是否存在强度值等于最大照射剂量mu-max的元素[i],若存在,则满足第一滤波操作策略,将该元素[i]更新为k1*mu-max,跳出此次循环,其中,k1为预设值。
17、作为本发明的可选实施方式,本发明的一种放射治疗计划优化方法中,所述的滤波操作策略包括第二滤波操作策略,若所述第一滤波操作策略的判断结果为不存在,则判断初始强度矩阵中各目标行是否满足第二滤波操作策略,第二滤波操作策略包括:
18、判断初始强度矩阵中各目标行的元素[i-1]、[i]、[i+1]是否存在强度值小于k2*mu-max的情况,若存在,则满足第二滤波操作策略,元素[i]的强度值不变,跳出此次循环,其中,k2为预设值。
19、作为本发明的可选实施方式,本发明的一种放射治疗计划优化方法中,所述的滤波操作策略包括第三滤波操作策略,若所述第二滤波操作策略的判断结果为不存在,则判断初始强度矩阵中各目标行是否满足第三滤波操作策略,第三滤波操作策略包括:
20、判断初始强度矩阵中各目标行是否满足|d iff1|大于1/2*mu-max或者|d iff2|大于1/2*mu-max,其中,diff1=or igi na l[i]-or igi na l[i-1];d iff2=or igi nal[i+1]-or igi na l[i],d iff1为左差值,d iff2为右差值,or igi na l为强度矩阵,origi na l[i]为初始强度矩阵中元素[i]的强度值;
21、若判断结果为是,则满足第三滤波操作策略,元素[i]的强度值不变,跳出此次循环,若判断结果为否,则判定初始强度矩阵中各目标行不满足滤波操作策略。
22、作为本发明的可选实施方式,本发明的一种放射治疗计划优化方法中,根据滤波操作处理后的强度矩阵,执行多叶准直器的叶片运动策略:
23、对于滤波操作处理后的强度矩阵中每个元素[i],控制叶片的初始位置为闭合状态;
24、控制左叶片保持初始位置不动,右叶片移动至成形子射野位置,保持左叶片、右叶片位置状态一定时间获得元素[i]的强度值所对应的照射剂量mu;
25、控制右叶片保持初始位置不动,左叶片移动至成形子射野位置,保持左叶片、右叶片位置状态一定时间获得元素[i]的强度值所对应的照射剂量mu;
26、则针对元素[i]的叶片运动策略执行完成。
27、本发明同时提供一种放射治疗计划优化装置,包括:
28、强度获取模块,获取放射治疗射野下的初始强度矩阵;
29、照射剂量计算模块,根据初始强度矩阵进行计算,获得该射野下各子射野的照射剂量mu;
30、滤波模块,将各子射野的照射剂量mu进行降序排列操作,针对排序前n%的照射剂量mu行进行滤波操作,其中,n为设定值。
31、作为本发明的可选实施方式,本发明的一种放射治疗计划优化装置,包括叶片运动模块:
32、根据滤波操作处理后的强度矩阵,执行多叶准直器的叶片运动策略:
33、对于滤波操作处理后的强度矩阵中每个元素[i],控制叶片的初始位置为闭合状态;
34、控制左叶片保持初始位置不动,右叶片移动至成形子射野位置,保持左叶片、右叶片位置状态一定时间获得元素[i]的强度值所对应的照射剂量mu;
35、控制右叶片保持初始位置不动,左叶片移动至成形子射野位置,保持左叶片、右叶片位置状态一定时间获得元素[i]的强度值所对应的照射剂量mu;
36、则针对元素[i]的叶片运动策略执行完成。
37、与现有技术相比,本发明的有益效果:
38、本发明的一种放射治疗计划优化方法中,在将各子射野的照射剂量mu进行降序排列操作之后,只针对排序前n%的照射剂量mu行进行滤波操作,一方面实现了排序后针对较大照射剂量mu行进行滤波操作,降低照射剂量mu,提升治疗效率,另一方面,只针对排序前n%的照射剂量mu行进行滤波操作,避免滤波操作占比过大可能导致滤波操作后的强度矩阵与初始强度矩阵差别较大,影响放疗精度。
39、本发明的一种放射治疗计划优化方法,根据滤波后的强度矩阵,设置多叶准直器的叶片运动策略,实现对应叶片的运动轨迹。
1.一种放射治疗计划优化方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种放射治疗计划优化方法,其特征在于,所述根据初始强度矩阵进行计算,获得该射野下各子射野的照射剂量mu包括:
3.根据权利要求2所述的一种放射治疗计划优化方法,其特征在于,所述获得该射野下各子射野的照射剂量mu之后,遍历所有子射野的照射剂量mu获得最大照射剂量mu-max。
4.根据权利要求3所述的一种放射治疗计划优化方法,其特征在于,所述将各子射野的照射剂量mu进行降序排列操作,针对排序前n%的照射剂量mu行进行滤波操作包括:
5.根据权利要求4所述的一种放射治疗计划优化方法,其特征在于,所述的滤波操作策略包括第一滤波操作策略,判断初始强度矩阵中各目标行是否满足第一滤波操作策略包括:
6.根据权利要求5所述的一种放射治疗计划优化方法,其特征在于,所述的滤波操作策略包括第二滤波操作策略,若所述第一滤波操作策略的判断结果为不存在,则判断初始强度矩阵中各目标行是否满足第二滤波操作策略,第二滤波操作策略包括:
7.根据权利要求6所述的一种放射治疗计划优化方法,其特征在于,所述的滤波操作策略包括第三滤波操作策略,若所述第二滤波操作策略的判断结果为不存在,则判断初始强度矩阵中各目标行是否满足第三滤波操作策略,第三滤波操作策略包括:
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种放射治疗计划优化方法,其特征在于,根据滤波操作处理后的强度矩阵,执行多叶准直器的叶片运动策略:
9.一种放射治疗计划优化装置,其特征在于,包括:
10.根据权利要求9所述的一种放射治疗计划优化装置,其特征在于,包括叶片运动模块: