通量图优化系统、装置和存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种通量图优化系统、装置和存储介质。包括：建立第一通量网格，并基于第一通量网格进行通量图优化，得到第一通量图；基于第一通量图确定感兴趣区域内的第一剂量分布，并将第一剂量分布作为当前剂量分布，将第一通量网格作为当前通量网格；比较当前剂量分布与预设剂量分布的第一分布差异，根据第一分布差异从当前通量网格中选取至少一个待优化网格；对待优化网格进行加密处理得到多个加密网格，并更新当前通量网格；各加密网格的面积均小于待优化网格的面积；基于当前通量网格进行通量图优化，以得到目标通量图。采用本方法能够得到不同尺寸的通量网格，为后续算法比如叶片序列化算法提供一个合理的初始解。

【技术实现步骤摘要】
通量图优化系统、装置和存储介质
本申请涉及放射治疗
，特别是涉及一种通量图优化系统、装置和存储介质。
技术介绍
放射治疗是利用放射线治疗肿瘤的一种局部治疗方法。放射线包括放射性同位素产生的α、β、γ射线，各类x射线治疗机或加速器产生的x射线、电子线、质子束及其他粒子束等。在放射治疗过程中，期望能杀死肿瘤细胞，但尽可能减小对正常器官组织的损害。相关技术中，通量图建立了放射线与人体剂量分布之间的关系。其中，如何优化通量图成为了放射治疗领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够获得较优的通量图的通量图优化系统、装置和存储介质。一种通量图优化系统，该系统包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如下过程：建立第一通量网格，并基于第一通量网格进行通量图优化，得到第一通量图；基于第一通量图确定感兴趣区域内的第一剂量分布，并将第一剂量分布作为当前剂量分布，将第一通量网格作为当前通量网格；比较当前剂量分布与预设剂量分布的第一分布差异，根据第一分布差异从当前通量网格中选取至少一个待优化网格；对待优化网格进行加密处理得到多个加密网格，并更新所述当前通量网格；各加密网格的面积均小于待优化网格的面积；基于当前通量网格进行通量图优化，以得到目标通量图。在其中一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现如下过程：以预设剂量分布为优化目标，对当前通量网格对应的通量参数进行调整，并根据调整得到感兴趣区域内的第二剂量分布；根据第二剂量分布进行剂量分布的迭代优化，以得到目标通量图。在其中一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现如下过程：在第二剂量分布与预设剂量分布的第二分布差异符合第一预设条件的情况下，将第二剂量分布对应的第二通量图确定为目标通量图。在其中一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现如下过程：在第二剂量分布与预设剂量分布的第二分布差异不符合第一预设条件的情况下，将第二剂量分布更新为当前剂量分布，并重复执行比较当前剂量分布与预设剂量分布的第一分布差异，根据第一分布差异从当前通量网格中选取至少一个待优化网格的步骤，直至重复执行次数达到预设执行次数或是第二分布差异符合第一预设条件。在其中一个实施例中，第一预设条件包括：对第一预设函数进行求解得到的第一函数值小于第一预设值；第一预设函数用于表征计算出的剂量分布和预设剂量分布之间的关系；第一函数值为计算出的剂量分布与预设剂量分布之间的接近程度。在其中一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现如下过程：以第一分布差异为优化目标，对当前通量网格对应的通量参数进行调整得到通量增量分布，并基于通量增量分布得到感兴趣区域内的剂量增量分布；根据剂量增量分布进行剂量分布的迭代优化，以得到目标通量图。在其中一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现如下过程：在剂量增量分布与第一分布差异之间的关系符合第二预设条件的情况下，将第一通量图和通量增量分布之和确定为目标通量图。在其中一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现如下过程：在剂量增量分布与第一分布差异之间的关系不符合第二预设条件的情况下，基于剂量增量分布与第一分布差异更新第一分布差异，并重新执行根据第一分布差异从当前通量网格中选取至少一个待优化网格的步骤，直至重复执行次数达到预设执行次数或是剂量增量分布与第一分布差异之间的关系符合第二预设条件。在其中一个实施例中，第二预设条件包括：对第二预设函数进行求解得到的第二函数值小于第二预设值；第二预设函数用于表征计算出的剂量增量分布与前一个分布差异之间的关系；第二函数值为计算出的剂量增量分布与前一个分布差异之间的接近程度。在其中一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现如下过程：按照预设外扩宽度对待优化网格进行外扩处理，得到外扩网格；外扩网格的面积大于待优化网格的面积；按照预设加密宽度对外扩网格进行加密处理，得到多个候选网格；将多个候选网格中与待优化网格对应的候选网格确定为加密网格。在其中一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现如下过程：在基于所述当前通量网格进行通量图优化的过程中，基于所述待优化网格范围内的加密网格和当前通量网格中的其它网格计算所述感兴趣区域内的剂量分布。在其中一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现如下过程：根据第一分布差异从感兴趣区域中选取出待优化体素；将待优化体素向第一通量网格进行投影，并根据待优化体素在第一通量网格上的投影位置选取出待优化网格。在其中一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现如下过程：根据第一分布差异确定感兴趣区域中各体素对应的剂量差异值；将感兴趣区域中的各体素按照剂量差异值从大到小的顺序进行排列，并将排列在前的预设数量的体素选取为待优化体素。在其中一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现如下过程：根据第一分布差异确定感兴趣区域中各体素对应的剂量差异值；将感兴趣区域中各体素对应的剂量差异值与预设剂量差异值进行比较，并将剂量差异值大于预设剂量差异值的体素选取为待优化体素。一种通量图优化装置，该装置包括：第一通量图获得模块，用于建立第一通量网格，并基于第一通量网格进行通量图优化，得到第一通量图；剂量分布确定模块，用于基于第一通量图确定感兴趣区域内的第一剂量分布，并将第一剂量分布作为当前剂量分布，将第一通量网格作为当前通量网格；网格选取模块，用于比较当前剂量分布与预设剂量分布的第一分布差异，根据第一分布差异从第一通量网格中选取至少一个待优化网格；加密处理模块，用于对待优化网格进行加密处理得到多个加密网格，并更新当前通量网格；各加密网格的面积均小于待优化网格的面积；目标通量图获得模块，用于基于当前通量网格进行通量图优化，以得到目标通量图。在其中一个实施例中，上述目标通量图获得模块，具体用于以预设剂量分布为优化目标，对当前通量网格对应的通量参数进行调整，并根据调整得到感兴趣区域内的第二剂量分布；根据第二剂量分布进行剂量分布的迭代优化，以得到目标通量图。在其中一个实施例中，上述目标通量图获得模块，具体用于在第二剂量分布与预设剂量分布的第二分布差异符合第一预设条件的情况下，将第二剂量分布对应的第二通量图确定为目标通量图。在其中一个实施例中，上述目标通量图获得模块，还用于在第二剂量分布与预设剂量分布的第二分布差异不符合第一预设条件的情况下，将第二剂量分布更新为当前剂量分布，并重复执行比较当前剂量分布与预设剂量分布的第一分布差异，根据第一分布差异从当前通量网格中选取至少一个待优化网格的步骤，直至重复执行次数达到预设执行次数或是第二分布差异符合第一预设条件。在其中一个实施例中，第一预设条件包括：对第一预设函数进行求解得到的第一函数值小于第一预设值；第一预设函数用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通量图优化系统，所述系统包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如下过程：/n建立第一通量网格，并基于所述第一通量网格进行通量图优化，得到第一通量图；/n基于所述第一通量图确定感兴趣区域内的第一剂量分布，并将所述第一剂量分布作为当前剂量分布，将所述第一通量网格作为当前通量网格；/n比较所述当前剂量分布与预设剂量分布的第一分布差异，根据所述第一分布差异从所述当前通量网格中选取至少一个待优化网格；/n对所述待优化网格进行加密处理得到多个加密网格，并更新所述当前通量网格；各所述加密网格的面积均小于所述待优化网格的面积；/n基于所述当前通量网格进行通量图优化，以得到目标通量图。/n

【技术特征摘要】
1.一种通量图优化系统，所述系统包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如下过程：
建立第一通量网格，并基于所述第一通量网格进行通量图优化，得到第一通量图；
基于所述第一通量图确定感兴趣区域内的第一剂量分布，并将所述第一剂量分布作为当前剂量分布，将所述第一通量网格作为当前通量网格；
比较所述当前剂量分布与预设剂量分布的第一分布差异，根据所述第一分布差异从所述当前通量网格中选取至少一个待优化网格；
对所述待优化网格进行加密处理得到多个加密网格，并更新所述当前通量网格；各所述加密网格的面积均小于所述待优化网格的面积；
基于所述当前通量网格进行通量图优化，以得到目标通量图。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时还实现如下过程：
以所述预设剂量分布为优化目标，对所述当前通量网格对应的通量参数进行调整，并根据所述调整得到所述感兴趣区域内的第二剂量分布；
根据所述第二剂量分布进行剂量分布的迭代优化，以得到所述目标通量图。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时还实现如下过程：
在所述第二剂量分布与所述预设剂量分布的第二分布差异符合第一预设条件的情况下，将所述第二剂量分布对应的第二通量图确定为所述目标通量图。


4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时还实现如下过程：
在所述第二剂量分布与所述预设剂量分布的第二分布差异不符合第一预设条件的情况下，将所述第二剂量分布更新为所述当前剂量分布，并重复执行比较所述当前剂量分布与预设剂量分布的第一分布差异，根据所述第一分布差异从所述当前通量网格中选取至少一个待优化网格的步骤，直至重复执行次数达到预设执行次数或是所述第二分布差异符合所述第一预设条件。


5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述第一预设条件包括：对第一预设函数进行求解得到的第一函数值小于第一预设值；所述第一预设函数用于表征计算出的剂量分布和所述预设剂量分布之间的关系；所述第一函数值为计算出的剂量分布与所述预设剂量分布之间的接近程度。


6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时还实现如下过程：
以所述第一分布差异为优化目标，对所述当前通量网格对应的通量参数进行调整得到通量增量分布，并基于所述通量增量分布得到所述感兴趣区域内的剂量增量分布；
根据所述剂量增量分布进行剂量分布的迭代优化，以得到所述目标通量图。


7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时还实现如下过程：
在所述剂量增量分布与所述第一分布差异之间的关系符合第二预设条件的情况下，将所述第一通量图和所述通量增量分布之和确定为所述目标通量图。


8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时还实现如下过程：
在所述剂量增量分布与所述第一分布差异之间的关系不符合第二预设条件的情况下，基于所述剂量增量分布与所述第一分布差异更新所述第一分布差异，并重新执行根据所述第一分布差异从所述当前通量网格中选...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佶欣，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31