专利名称：一种剂量模型匹配方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种剂量模型匹配方法及系统。
背景技术：
放疗TPS (Treatment Planning System)软件是目前应用于放疗过程的一种医用软件，其作用在于通过模拟放疗过程中射线的照射人体产生的剂量分布，来制定更加合理的治疗计划。所以对于TPS来讲，最重要的就是其模拟结果要尽可能的与实际治疗的过程中，加速器产生射线照射人体的剂量分布相一致。二者的一致性越高则说明TPS软件的性能越好。为了保证TPS软件的准确性，在TPS的使用过程中都会又一个调试的过程。也就是会先用加速器实际地照射模体，并将产生的剂量分布记录下来，导入到TPS软件中。再以TPS利用剂量模型计算出来的剂量分布与导入的剂量分布相对比，二者的差异越小则说明TPS的精确度越高。如果精确度不满足要求则可以通过相应的调节TPS剂量模型模拟过程中的各项参数来重新建立剂量模型，并计算剂量分布，直到其精确度达到要求为止。一般而言TPS根据实际产生的剂量分布生成测量剂量曲线，再根据模拟的剂量分布生成模拟剂量曲线。通过直接的对比两条曲线的重合程度，即直观的表达了 TPS的准确度。实际上，由于原器件不可避免的差异性，每个用于产生放疗射线的加速器产生的剂量分布都是不完全相同的。TPS在模拟任何一个加速器之前，都必须经过调试，也就是TPS需要针对每一个加速器设定一套相应的参数，即建立一个剂量模型，以此剂量模型来匹配加速器的实际情况。如果不经过调试和参数的调整，一个TPS软件不可能精确的模拟所有加速器的剂量分布。但是影响TPS模拟剂量分布的参数达到几十甚至上百个。而现阶段的TPS调试一般还依赖人工，并没有实现自动化调试。每次人工调整的时候，需要根据经验先改变一个参数，而后利用TPS进行剂量计算，再观察测量剂量曲线与模拟剂量曲线的重合度是否更高。如果重合度更高则保留该值，如果否则重新调整。但由于参数众多，这样反复修改需要耗费很多时间，而且重合度的高低完全凭借肉眼的判断，没有理论数据上的支持。针对一个加速器的人工调整过程一般长达两天左右，效率十分低下，不仅给工作人员带来繁重的工作量，而且准确度也不够稳定。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种剂量模型匹配方法及系统，使TPS剂量模型实现自动匹配加速器的剂量分布。为实现上述目的，本发明有如下技术方案一种剂量模型匹配方法，所述方法包括以下步骤a、获得加速器的测量剂量曲线；根据TPS的参数计算出模拟剂量曲线；b、计算测量剂量曲线与模拟剂量曲线的匹配度，并判断该匹配度是否大于第一阈值；C、若匹配度大于第一阈值则调整TPS参数，根据调整后的TPS参数重新计算模拟剂量曲线；d、重复执行步骤b_c，直到匹配度不大于第一阈值，则根据调整后的参数建立剂量模型。所述计算测量剂量曲线与模拟剂量曲线的匹配度具体为预先制定匹配度函数，将测量剂量曲线与模拟剂量曲线的坐标值代入匹配度函数中，将得到的匹配度函数的值作为测量剂量曲线与模拟剂量曲线的匹配度。所述预先制定匹配度函数具体为取测量剂量曲线与模拟剂量曲线对应点坐标差的平方和作为匹配度函数的值，则所述匹配度函数的表达式为；
权利要求
1.一种剂量模型匹配方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 a、获得加速器的测量剂量曲线；根据TPS的参数计算出模拟剂量曲线； b、计算测量剂量曲线与模拟剂量曲线的匹配度，并判断该匹配度是否大于第一阈值； C、若匹配度大于第一阈值则调整TPS参数，根据调整后的TPS参数重新计算模拟剂量曲线； d、重复执行步骤b-c，直到匹配度不大于第一阈值，则根据调整后的参数建立剂量模型。
2.根据权利要求I所述方法，其特征在于，所述计算测量剂量曲线与模拟剂量曲线的匹配度具体为 预先制定匹配度函数，将测量剂量曲线与模拟剂量曲线的坐标值代入匹配度函数中，将得到的匹配度函数的值作为测量剂量曲线与模拟剂量曲线的匹配度。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述预先制定匹配度函数具体为 取测量剂量曲线与模拟剂量曲线对应点坐标差的平方和作为匹配度函数的值，则所述匹配度函数的表达式为； k k为变量,表示横坐标值,C(k)代表模拟剂量曲线上横坐标为k的点的坐标值，M(k)代表测量剂量曲线上横坐标为k的点的坐标值；f即匹配度函数的值。
4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述预先制定匹配度函数具体为 取测量剂量曲线与模拟剂量曲线野内部分对应点坐标差的平方和；再相加匹配权重的测量剂量曲线与模拟剂量曲线半影区部分对应点斜率差的平方和，作为匹配度函数的值；则所述匹配度函数的表达式为， /=Σ (:⑷-Μ (左)]:十出{k+m- ru ⑷]: k k k为变量,表示横坐标值；CA(k)代表模拟剂量曲线上野内部分横坐标为k的点的坐标值;MA(k)代表测量剂量曲线上野内部分横坐标为k的点的坐标值，ω代表权重系数，Tc(k+ Δ k)代表模拟剂量曲线上横坐标为k+ Λ k的点的斜率；TM(k)代表测量剂量曲线上横坐标为k的点的斜率；Λ k代表两条曲线半影区部分的偏移量。
5.根据权利要求I所述方法，其特征在于，所述调整TPS参数具体包括以下步骤 找到测量剂量曲线相对于模拟剂量曲线偏移量最大的点坐标； 根据该点坐标的坐标值，选择影响该点坐标的TPS参数进行调整。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述选择影响该点坐标的TPS参数具体为 为所有可能影响该点坐标的参数分配权重概率，并根据权重概率随机选择一种可能影响该点坐标的参数。
7.根据权利要求1-6任意一项所述方法，其特征在于，所述调整TPS参数具体为 预先设置第二阈值，并使TPS参数增加或减去第二阈值。
8.一种剂量模型匹配系统，其特征在于，所述系统具体包括 模拟模块，用于根据TPS的参数计算出模拟剂量曲线； 匹配模块，用于获得加速器的测量剂量曲线与所述模拟剂量曲线，计算测量剂量曲线与模拟剂量曲线的匹配度；判断模块，用于判断测量剂量曲线与模拟剂量曲线的匹配度是否大于第一阈值，当匹配度不大于第一阈值则结束匹配流程； 调整模块，用于在所述匹配度大于第一阈值时，调整TPS参数，根据调整后的TPS参数重新计算模拟剂量曲线，并将重新计算得到的模拟剂量曲线发送至匹配模块重新进行匹配； 建模模块，用于根据调整后的参数建立剂量模型。
9.根据权利要求8所述系统，其特征在于，所述匹配模块具体包括 函数单元，用于预先制定并保存匹配度函数； 第一计算单元，用于获得加速器的测量剂量曲线、匹配度函数与模拟剂量曲线；将测量剂量曲线与模拟剂量曲线的坐标值代入匹配度函数中，将得到的匹配度函数的值作为测量剂量曲线与模拟剂量曲线的匹配度。
10.根据权利要求8所述系统，其特征在于，所述调整模块具体为 坐标选择单元，用于找到测量剂量曲线相对于模拟剂量曲线偏移量最大的点坐标； 参数选择单元，用于根据该点坐标的坐标值，选择影响该点坐标的TPS参数； 参数调整单元，用于调整被选择的TPS参数； 第二计算单元，用于根据调整后的TPS参数重新计算模拟剂量曲线； 发送单元，用于将重新计算得到的模拟剂量曲线发送至匹配模块重新进行匹配。
11.根据权利要求10所述系统，其特征在于，所述调整模块还包括 权重分配单元，用于为所有可能影响该点坐标的参数分配权重概率； 则所述参数选择单元根据该点坐标的坐标值，选择影响该点坐标的TPS参数具体为，根据权重概率随机选择一种可能影响该点坐标的参数。
12.根据权利要求10或11所述系统，其特征在于，所述调整模块还包括 第二阈值单元，用于设置第二阈值； 则所述参数调整单元调整被选择的TPS参数具体为，使被选中的TPS参数增加或减去第二阈值。
全文摘要
本发明实施例提供一种剂量模型匹配方法及系统，所述方法包括以下步骤a、获得加速器的测量剂量曲线；根据TPS的参数计算出模拟剂量曲线；b、计算测量剂量曲线与模拟剂量曲线的匹配度，并判断该匹配度是否大于第一阈值；c、若匹配度大于第一阈值则调整TPS参数，根据调整后的TPS参数重新计算模拟剂量曲线；d、重复执行步骤b-c，直到匹配度不大于第一阈值，则结束流程。
文档编号G06F17/50GK102930109SQ20121045064
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者姚鹏, 王玉, 马锐兵 申请人:沈阳东软医疗系统有限公司