自适应漏射补偿dmlc强度序列化方法、系统、装置及存储介质

文档序号:706849 发布日期:2021-04-16 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 自适应漏射补偿dmlc强度序列化方法、系统、装置及存储介质 (Adaptive leaky-radiation compensation DMLC (digital multiplex liquid crystal) intensity serialization method, system, device and storage medium ) 是由 吴章文 勾成俊 侯氢 于 2020-12-24 设计创作,主要内容包括:本方面实施例公开了一种自适应漏射补偿DMLC强度序列化方法。所述自适应漏射补偿DMLC强度序列化方法包括如下步骤:设置N个不同角度的射野并对其进行优化,得出优化结果;根据所述优化结果获取给定的第i射野的注量率分布其中,x方向为MLC叶片运动方向,y方向与x方向垂直,形成笛卡尔坐标系;对给定的第y个叶片的注量率分布进行离散化,得到所述第i照射野的MLC漏射自适应后的子野分布序列。通过本发明实施例的自适应漏射补偿DMLC强度序列化方法可以得到所述第i照射野的MLC漏射自适应后的子野分布序列,用该序列进行的照射的剂量分布能最大程度地与优化的结果相符合。(The embodiment of the aspect discloses a DMLC (digital multiplex liquid crystal) intensity serialization method for self-adaptive leakage radiation compensation. The adaptive leaky-radiation compensation DMLC intensity serialization method comprises the following steps of: setting N radiation fields with different angles and optimizing the radiation fields to obtain an optimization result; obtaining the fluence rate distribution of the given ith radiation field according to the optimization result The X direction is the MLC leaf motion direction, and the Y direction is vertical to the X direction to form a Cartesian coordinate system; fluence rate distribution for a given y-th blade Discretizing to obtain the subfield distribution sequence of the ith irradiation field after MLC leakage self-adaption. Adaptive leaky shoot through embodiments of the present inventionThe compensation DMLC intensity serialization method can obtain the subfield distribution sequence after MLC leakage adaptation of the ith irradiation field, and the dose distribution of irradiation by using the sequence can be in accordance with the optimized result to the maximum extent.)

自适应漏射补偿DMLC强度序列化方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及调强放疗相关技术领域,具体地说是涉及一种自适应漏射补偿DMLC强度序列化方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

固定野调强放疗技术主要分为固定野静态调强和固定野动态调强。静态调强用MLC形成不同的子野,进行分步照射(Stop and Shot)。静态调强的特点在于,MLC的运动和出束不同时进行。动态MLC调强是依据不同动态照射野的叠加形成,区别于静态调强的是,叶片在运动过程中,射线同时处于出束的状态,动态MLC的优点是能缩短总治疗时间。在得到较理想的注量率分布后,由于在得到叶片运动方式前没有考虑叶片漏射线,所以需要对漏射线进行补偿照射。

发明内容

为实现上述目的,本发明提供的技术方案如下:

一种自适应漏射补偿DMLC强度序列化方法,所述自适应漏射补偿DMLC强度序列化方法包括如下步骤:

设置N个不同角度的射野并对其进行优化,得出优化结果;

根据所述优化结果获取给定的第i射野的注量率分布其中,x方向为MLC叶片运动方向,y方向与x方向垂直,形成笛卡尔坐标系;

对给定的第y个叶片的注量率分布进行离散化,得到所述第i照射野的MLC漏射自适应后的子野分布序列。

根据本发明的一个优选实施方式,对给定的第y个叶片的注量率分布进行离散化的方法包括:

S10:将进行注量率分级,每次照射跳数MU,同时将注量率分布所有位置的值减少MU后得到新的记录中小于或等于0的位置,将位置存入叶片子野序列数组直到中所有值都为0;

其中,

其中,Δt表示MLC运动时控制点的时间间隔,MU表示一个时间间隔的照射量,为加速器剂量率;分别表示MLC的A端叶片序列和B端叶片序列;

S20:将叶片子野序列数组按照从小到大进行排序,获得数组中相邻位置的差值,当差值大于dmax时,则插入一组闭合叶片序列,即分别在数组中加入一个相同的位置值;其中,dmax表示一个时间间隔内MLC叶片能移动的最大距离;

S30:重复步骤S20,直到数组中所有的相邻位置差都小于或等于dmax,此时得到第i射野的初始的子野序列共J个子野,每个子野的照射跳数为MU;

其中,dmax=Vmax×Δt;

其中,dmax表示一个时间间隔内MLC叶片能移动的最大距离,Vmax表示MLC叶片的最大运动速度,Δt表示MLC运动时控制点的时间间隔;

S40:计算子野产生的注量率分布其中,

S50:对序列的注量率分布进行求和运算,得到第i射野的第0次MLC漏射适应的注量率分布:

S60:计算的歧离其中,

S70:将所述歧离反馈给初始注量率分布,得到第i射野的第一次MLC漏射自适应后的注量分布其中,

S80:重复步骤S10-S70,得到第i射野的第k次MLC漏射自适应后的注量分布序列和注量率歧离分布序列:

S90:随着k的增加,会越来越小;当其达到预设的值后,就得到第i照射野的MLC漏射自适应后的子野分布序列。

一种自适应漏射补偿DMLC强度序列化系统,所述自适应漏射补偿DMLC强度序列化系统包括:

射野优化模块,其用于设置N个不同角度的射野并对其进行优化,得出优化结果;

注量率分布获取模块,其用于根据所述优化结果获取给定的第i射野的注量率分布其中,x方向为MLC叶片运动方向,y方向与x方向垂直,形成笛卡尔坐标系;

以及

注量率分布离散化模块,其用于对给定的第y个叶片的注量率分布进行离散化,得到所述第i照射野的MLC漏射自适应后的子野分布序列。

一种自适应漏射补偿DMLC强度序列化装置,所述自适应漏射补偿DMLC强度序列化装置包括处理器以及存储器;所述存储器用于存储指令,所述指令被所述处理器执行时,导致所述装置实现如上任意一项所述的自适应漏射补偿DMLC强度序列化方法对应的操作。

一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储计算机指令,当计算机读取存储介质中的计算机指令后,计算机运行如上任意一项所述的自适应漏射补偿DMLC强度序列化方法。

与现有技术相比,本发明实施例的自适应漏射补偿DMLC强度序列化方法具有如下有益效果:

本发明实施例的自适应漏射补偿DMLC强度序列化方法通过设置N个不同角度的射野并对其进行优化,得出优化结果;并根据所述优化结果获取给定的第i射野的注量率分布其中,x方向为MLC叶片运动方向,y方向与x方向垂直,形成笛卡尔坐标系;最后对给定的第y个叶片的注量率分布进行离散化,得到所述第i照射野的MLC漏射自适应后的子野分布序列。用该序列进行的照射的剂量分布能最大程度地与优化的结果相符合。

本发明的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的检查或者对实施例的生产或操作的了解,本发明的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本发明披露的特性可以通过对以下描述的具体实施例的各种方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。

附图说明

在此所述的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的限定。在各图中,相同标号表示相同部件。其中,

图1是根据本发明的一些实施例所示的自适应漏射补偿DMLC强度序列化系统的示意图。

具体实施方式

以下描述是为了使本领域的普通技术人员能够实施和利用本申请,并在特定应用及其要求的上下文中提供。对于本领域的普通技术人员来讲,对本申请披露的实施例进行的各种修改是显而易见的,并且本文中定义的通则在不背离本申请的精神及范围的情况下,可以适用于其他实施例及应用。因此,本申请不限于所示的实施例,而是符合与申请专利范围一致的最广泛范围。

本文中所使用的术语仅用于描述特定示例性实施例,并不限制本申请的范围。如本文使用的单数形式“一”、“一个”及“该”可以同样包括复数形式,除非上下文明确提示例外情形。还应当理解,如在本说明书中所示,术语“包括”、“包含”仅提示存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件,但并不排除存在或添加一个或以上其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的情况。

在考虑了作为本申请一部分的附图的描述内容后,本申请的特征和特点以及操作方法、结构的相关元素的功能、各部分的组合、制造的经济性变得显而易见。然而,应当理解,附图仅仅是为了说明和描述的目的,并不旨在限制本申请的范围。

本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是,流程图中的操作不一定按照顺序来精确地执行。相反,可以按照倒序或同时处理各种步骤。此外,可以向流程图添加一个或以上其他操作。一个或以上操作也可以从流程图中删除。

本发明实施例的一个方面公开了一种自适应漏射补偿DMLC强度序列化方法。

该自适应漏射补偿DMLC强度序列化方法主要包括如下步骤:

设置N个不同角度的射野并对其进行优化,得出优化结果;

根据所述优化结果获取给定的第i射野的注量率分布其中,x方向为MLC叶片运动方向,y方向与x方向垂直,形成笛卡尔坐标系;

对给定的第y个叶片的注量率分布进行离散化,得到所述第i照射野的MLC漏射自适应后的子野分布序列。

具体的,设置N个不同角度的射野,根据设置的优化条件,由优化算法优化得出其优化结果。对于给定的第i射野,在优化完成后,得到其原始的注量率分布x方向为MLC叶片运动方向,y方向与x方向垂直,形成笛卡尔坐标系。对给定的第y个叶片,其注量率分布为按照下述方法进行离散化。

其中,所述优化算法可以采用现有的射野角度优化方法。

其中,对给定的第y个叶片,其注量率分布为按照下述方法进行离散化的方法主要包括:

S10:将进行注量率分级,每次照射跳数MU,同时将注量率分布所有位置的值减少MU后得到新的记录中小于或等于0的位置,将位置存入叶片子野序列数组直到中所有值都为0。

S20:将叶片子野序列数组按照从小到大进行排序,判断数组中相邻位置的差值,当差值大于dmax时,则插入一组闭合叶片序列,即分别在数组中加入一个相同的位置值。

S30:继续重新进行S20中的步骤,直到数组中所有的相邻位置差都小于或等于dmax,此时得到第i射野的初始的子野序列共J个子野,每个子野的照射跳数为MU。分别表示MLC的A端叶片序列和B端叶片序列。

dmax=Vmax×Δt

dmax表示一个时间间隔内MLC叶片能移动的最大距离,Vmax表示MLC叶片的最大运动速度,Δt表示MLC运动时控制点的时间间隔,MU表示一个时间间隔的照射量,为加速器剂量率。

S40:计算子野产生的注量率分布

S50:对序列的注量率分布进行求和运算,得到第i射野的第0次MLC漏射适应的注量率分布:

S60:由于考虑了MLC的漏射,因此分布存在差异,且计算这二者的歧离:

S70:将歧离反馈给初始注量率分布,得到第i射野的第一次MLC漏射自适应后的注量分布:

S80:继续进行上述S10-S70过程,得到第i射野的第k次MLC漏射自适应后的注量分布序列和注量率歧离分布序列:

S90:随着k的增加,会越来越小。当其达到预设的值后,就得到第i照射野的MLC漏射自适应后的子野分布序列。

用该序列进行的照射的剂量分布能最大程度地与优化的结果相符合。

本发明实施例的另一个方面公开了一种自适应漏射补偿DMLC强度序列化系统。

如图1所示,所述自适应漏射补偿DMLC强度序列化系统10包括:

射野优化模块100,其用于设置N个不同角度的射野并对其进行优化,得出优化结果;

注量率分布获取模块200,其用于根据所述优化结果获取给定的第i射野的注量率分布其中,x方向为MLC叶片运动方向,y方向与x方向垂直,形成笛卡尔坐标系;

以及

注量率分布离散化模块300,其用于对给定的第y个叶片的注量率分布进行离散化,得到所述第i照射野的MLC漏射自适应后的子野分布序列。

本发明实施例的另一个方面公开了一种自适应漏射补偿DMLC强度序列化装置。

所述自适应漏射补偿DMLC强度序列化装置包括处理器以及存储器;所述存储器用于存储指令,所述指令被所述处理器执行时,导致所述装置实现如上所述的自适应漏射补偿DMLC强度序列化方法对应的操作。

本发明实施例的再一个方面公开了一种计算机可读存储介质。所述存储介质存储计算机指令,当计算机读取存储介质中的计算机指令后,计算机运行如上所述的自适应漏射补偿DMLC强度序列化方法。

上文已对基本概念做了描述,显然,对于本领域技术人员来说,上述详细披露仅仅作为示例,而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明,本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议,所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时,本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此,应强调并注意的是,本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外,本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外,本领域技术人员可以理解,本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述,包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合,或对他们的任何新的和有用的改进。相应地,本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外,本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品,该产品包括计算机可读程序编码。

计算机存储介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号,例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式,包括电磁形式、光形式等,或合适的组合形式。计算机存储介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质,该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机存储介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播,包括无线电、电缆、光纤电缆、RF、或类似介质,或任何上述介质的组合。

本申请各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写,包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等,常规程序化编程语言如C语言、VisualBasic、Fortran2003、Perl、COBOL2002、PHP、ABAP,动态编程语言如Python、Ruby和Groovy,或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下,远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接,比如局域网(LAN)或广域网(WAN),或连接至外部计算机(例如通过因特网),或在云计算环境中,或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。

此外,除非权利要求中明确说明,本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用,并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的实施例,但应当理解的是,该类细节仅起到说明的目的,附加的权利要求并不仅限于披露的实施例,相反,权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如,虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现,但是也可以只通过软件的解决方案得以实现,如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理,应当注意的是,为了简化本申请披露的表述,从而帮助对一个或多个实施例的理解,前文对本申请实施例的描述中,有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是,这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上,实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

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