[发明专利]一种基于位置可变半影模型的直接子野优化装置及其优化方法

权利要求书

1.一种基于位置可变半影模型的直接子野优化装置，其特征在于，包括相互连接的用户输入模块、半影模型建立模块和直接子野优化模块。

2.如权利要求1所述的一种基于位置可变半影模型的直接子野优化装置的优化方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

步骤(2.1)、用户输入多叶光栅的叶片机械参数，从而构建叶片模型；

步骤(2.2)、根据构建的叶片模型，使用蒙特卡罗方法，模拟不同位置下的半影参数，从而得到可变半影模型；

步骤(2.3)、根据得到可变半影模型，建立基于位置的可变半影模型；

步骤(2.4)、针对建立的可变半影模型，使用其直接机器参数方法，从而优化子野形状；

步骤(2.5)、根据优化子野形状，从而确定其是否满足结束条件，如满足，则操作过程结束，否则继续执行步骤(2.4)直到满足条件。

3.如权利要求2所述的一种基于位置可变半影模型的直接子野优化装置的优化方法，其特征在于，在所述步骤(2.1)中，所述的叶片机械参数包括用户输入叶片的长、宽、高、舌及槽的尺寸。

4.如权利要求2所述的一种基于位置可变半影模型的直接子野优化装置的优化方法，其特征在于，在所述步骤(2.2)中，使用蒙特卡罗方法，模拟不同位置下的半影参数的操作方法是：从叶片起始位置与最大位置之间离散化位置，遍历每个位置进行蒙特卡罗模拟，在叶片和放射源的不同相对位置分别进行计算，当放射源被叶片遮挡不同程度时，对等中心面的剂量进行模拟，形成一组强度曲线，得到不同位置下的半影参数。

5.如权利要求2所述的一种基于位置可变半影模型的直接子野优化装置的优化方法，其特征在于，在所述步骤(2.3)中，建立基于位置的可变半影模型具体是指：针对不同位置所形成的强度曲线，通过函数拟合曲线，从而得到可变半影模型。

6.如权利要求2所述的一种基于位置可变半影模型的直接子野优化装置的优化方法，其特征在于，在所述步骤(2.4)中，使用可变半影模型的直接机器参数方法，优化子野形状具体操作步骤如下：

步骤(2.4.1)、使用强度优化和子野分割得到初始子野；

步骤(2.4.2)、根据可变半影模型，建立子野位置与强度转换关系；

步骤(2.4.3)、根据转换关系得到目标函数，对叶片位置求偏导数，偏导数计算公式如下：

式中，F表示目标函数值，x表示叶片位置，D表示剂量贡献矩阵，I表示强度分布，根据公式求得目标函数对叶片位置的偏导数；

步骤(2.4.4)、利用目标函数对叶片位置的偏导数，使用直接机器参数优化方法微调叶片位置，采用共轭梯度法计算，进行计划优化。

7.如权利要求2所述的一种基于位置可变半影模型的直接子野优化装置的优化方法，其特征在于，在所述步骤(2.5)中，满足结束的条件具体是指：目标函数达到最优解，或循环迭代次数达到设置的最大阈值。