射束的最大强度；其中向量d，d_，d_，wd，w_，w_的 向量长度是CT图像离散化之后三维体素的个数，向量V，7_的向量长度为计划控制点的个 数；矩阵D是剂量沉积矩阵，该矩阵的行数为三维体素的个数，其列数为控制点的个数；记 号Θ是Hadamard乘积；记号（·）+是取正部函数，即s+=max(s, 0);
[0129] 用于对该二次规划问题进行预求解的模块；
[0130] 用于根据预求解结果判断该二次规划问题是否正常的模块；
[0131] 用于该二次规划问题正常时对该二次规划问题进行Mehrotra预测修正迭代的模 块，其中优先使用Vanderbei策略求解拟定系统，当分解遇到不正定的情形，则退回到使用 对称不定分解求解增广系统；
[0132] 用于后处理的模块；
[0133] 用于输出该二次规划问题的解模块，其中当该二次规划问题正常时，该二次规划 问题的解为该向量v的值，当该二次规划问题不正常时，该二次规划问题无解。
[0134] 本发明的上述实施例可以在例如计算机软件、硬件或计算机软件与硬件的组合的 计算机可读取介质中加以实施。对于硬件实施而言，本发明中所描述的实施例可在一个或 多个专用集成电路（ASIC)、数字信号处理器（DSP)、数字信号处理器件（DAPD)、可编程逻辑 器件（PLD)、现场可编程门阵列（FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行上 述功能的其它电子装置或上述装置的选择组合来加以实施。在部分情况下，这类实施例可 以通过控制器进行实施。
[0135] 对软件实施而言，本发明中所描述的实施例可通过诸如程序模块（procedures) 和函数模块（functions)等独立的软件模块来加以实施，其中每一个模块执行一个或多个 本文中描述的功能和操作。软件代码可通过在适当编程语言中编写的应用软件来加以实 施，可以储存在内存中，由控制器或处理器执行。
[0136] 虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员 应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作 出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变 型都将落在本申请的权利要求书的范围内。
【主权项】
1. 一种放射治疗的出射射束强度的计算方法，包括W下步骤： a. 输入二次规划问题，该问题表述为：满足 't = Dv 香<F<巧丽 其中，t表示每个=维体素上的剂量分布，向量d是平均处方剂量向量，向量dm。、是最大 处方剂量向量，向量dmm是最小处方剂量向量，系数向量Wd，WmwWmi。分别是平均处方剂量权 重、最大处方剂量权重、最小处方剂量权重，向量V是每一个控制点处的出射射束强度，向 量Vmgx是每一个控制点处的出射射束的最大强度；其中向量d，dm。,，屯1。，Wd,Wm。,，Wmm的向量 长度是CT图像离散化之后=维体素的个数，向量V，Vmgx的向量长度为计划控制点的个数； 矩阵D是剂量沉积矩阵，该矩阵的行数为=维体素的个数，其列数为控制点的个数；记号O 是化damard乘积；记号（?）+是取正部函数，即S+=max(S,0); b.对该二次规划问题进行预求解； C.根据预求解结果判断该二次规划问题是否正常，如果是则进入步骤山否则进入步 骤f; d.对该二次规划问题进行Me虹Otra预测修正迭代，其中优先使用Vanderbei策略求解 拟定系统，当分解遇到不正定的情形，则退回到使用对称不定分解求解增广系统； e.后处理； f. 输出该二次规划问题的解，其中当该二次规划问题正常时，该二次规划问题的解为 该向量V的值，当该二次规划问题不正常时，该二次规划问题无解。2. 如权利要求1所述的放射治疗的出射射束强度的计算方法，其特征在于， 在该步骤d中，当退回到对称不定分解求解增广系统之后，在后续迭代中不再返回到 使用Vanderbei策略求解拟定系统。3.如权利要求1所述的放射治疗的出射射束强度的计算方法，其特征在于，该步骤d包 括W下步骤： 在步骤dl，根据该步骤b探测稠密行与稠密列的结果对剂量沉积矩阵D进行排序； 在步骤d2,生成增广系统的固定部分； 在步骤d3,初始化不定标记为正定； 在步骤d4,判断不定标记，如果标记为不定，则进入步骤d5,否则进入步骤d6 ; 在步骤d5,使用对称不定分解增广系统，记录分解因子，跳到步骤dlO; 在步骤d6,使用Vanderbei策略求解拟定系统； 在步骤d7,判断求解拟定系统分解是否成功，如果是则进入步骤d8,否则进入步骤d9 ; 在步骤d8,记录求解拟定系统的分解因子； 在步骤d9,更新不定标记为不定； 在步骤dlO,根据不定标记，计算仿射步，得到关于解、对偶变量、拉格朗日乘子的更 新； 在步骤dll,执行线捜索，找出仿射步长； 在步骤dl2,根据仿射步骤更新残量； 在步骤dl3,判断不定标记，如果标记为不定，则进入步骤dl4,否则进入步骤dl5 ; 在步骤dl4,使用对称不定分解因子求解增广系统，进入步骤dl6 ; 在步骤dl5,使用Vanderbei策略求解拟定系统； 在步骤dl6,清空分解因子内存； 在步骤dl7,执行线捜索，找出修正步长； 在步骤dl8,更新当前解、对偶变量、拉格朗日乘子向量； 在步骤dl9,判断停机准则是否满足，如果是则进入步骤d20,否则返回步骤d04 ; 在步骤d20,停机。4. 如权利要求3所述的放射治疗的出射射束强度的计算方法，其特征在于，该步骤d 中，使用Vanderbei策略求解拟定系统：其中矩阵As和AD是不等式约束条件A和等式约束条件A6。通 过稠密行和稠密列重新排列得到的矩阵，向量X、ys、y。分别是二次规划主问题的变量、对偶 问题稀疏列部分所对应的变量、对偶问题稠密列部分所对应的变量，向量Tg、Ts、r。分别是S 个方程的残量，且包括如下步骤： 步骤d21，对Q-A/AsAs=化T进行化Oiesky尝试分解，如果分解不成功，则退出拟定系 统求解，并返回不定标记； 步骤d22,求解=角方程形成辅助矩阵Z=王-1 步骤d23,化olesky尝试分解Ad-ZTz=KRT，如分解不成功，则同步骤d21，退出拟定系 统求解并返回不定标记； 步骤d24,计算辅助变量W=/'e-每; 步骤d25,计算辅助变量W=jr。-省fL-'irV; 步骤d26,计算y°=K、V; 步骤d27，计算解向量X=KTr1 (U-AeyD); 步骤d28,计算Ys=A1 (rs-AsX)。5. -种放射治疗的出射射束强度的计算装置，包括： 用于输入二次规划问题的模块， 其中该二次规划问题表述为： 满足II"二磨歌： 掉<U< ^''妨 ' r 其中，t表示每个=维体素上的剂量分布，向量d是平均处方剂量向量，向量dm。、是最大 处方剂量向量，向量dmi。是最小处方剂量向量，系数向量Wd,WmwWmi。分别是平均处方剂量权 重、最大处方剂量权重、最小处方剂量权重，向量V是每一个控制点处的出射射束强度，向 量Vm。,是每一个控制点处的出射射束的最大强度；其中向量d，dm。,，dmm，Wd，Wm。,，Wmm的向量 长度是CT图像离散化之后=维体素的个数，向量V，Vm。,的向量长度为计划控制点的个数； 矩阵D是剂量沉积矩阵，该矩阵的行数为=维体素的个数，其列数为控制点的个数；记号O 是化damard乘积；记号（?）+是取正部函数，即S+=max(S,0); 用于对该二次规划问题进行预求解的模块； 用于根据预求解结果判断该二次规划问题是否正常的模块； 用于该二次规划问题正常时对该二次规划问题进行Mehrotra预测修正迭代的模块， 其中优先使用Vanderbei策略求解拟定系统，当分解遇到不正定的情形，则退回到使用对 称不定分解求解增广系统； 用于后处理的模块； 用于输出该二次规划问题的解模块，其中当该二次规划问题正常时，该二次规划问题 的解为该向量V的值，当该二次规划问题不正常时，该二次规划问题无解。
【专利摘要】本发明提供了一种放射治疗的出射射束强度的计算方法和装置。该方法包括以下步骤：a.输入二次规划问题；b.对该二次规划问题进行预求解；c.根据预求解结果判断该二次规划问题是否正常，如果是则进入步骤d，否则进入步骤f；d.对该二次规划问题进行Mehrotra预测修正迭代，其中优先使用Vanderbei策略求解拟定系统，当分解遇到不正定的情形，则退回到使用对称不定分解求解增广系统；e.后处理；f.输出该二次规划问题的解，其中当该二次规划问题正常时，该二次规划问题的解为该向量v的值，当该二次规划问题不正常时，该二次规划问题无解。本发明可以缓解放射治疗的优化方法中二次规划问题求解速度慢以及容易失败的问题。
【IPC分类】A61N5/10
【公开号】CN105363139
【申请号】CN201510898378
【发明人】顾群
【申请人】上海联影医疗科技有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月8日