[发明专利]基于梯度特征的调强放射治疗计划剂量数据的插值算法

摘要

本发明涉及一种基于梯度特征的调强放射治疗计划剂量数据的插值算法，属于调强放射治疗技术领域。该插值算法根据调强放射治疗计划剂量数据平面的梯度特征通过采用改进传统的Canny算法获取调强放射治疗计划剂量数据平面上各个梯度边缘点和非梯度边缘点；并根据所获得的梯度边缘点所对应梯度剖面的锐度以及非梯度边缘点所对应的偏离系数得到调强放射治疗计划剂量数据平面上每一点对应的双三次插值核的系数；并对每一个待插值点使用所述双三次插值核的系数进行双三次插值，从而求得每一个待插值点的调强放射治疗计划剂量数据。本发明的插值算法在减小误差的同时，克服了传统双线性插值的平滑效应，保留了原有的梯度信息。

主权项

一种基于梯度特征的调强放射治疗计划剂量数据的插值算法，其特征在于根据计划剂量数据平面梯度信息，使用改进传统Canny边缘探测算法获取其上各梯度边缘点和非梯度边缘点，以获取的梯度边缘点对应的梯度剖面锐度及非梯度边缘点对应的偏离系数，得到以计划剂量数据平面上每一点为双三次插值中心点时对应的双三次插值核系数，对每一待插值点进行双三次插值，即得每一待插值点的调强放射治疗计划剂量数据；包括以下步骤：步骤1：对治疗计划系统产生的调强放射治疗计划剂量数据平面I_L，计算该调强放射治疗计划剂量数据平面上每一点(i,j)的梯度以及该点对应的梯度模步骤2：对传统Canny边缘探测算法进行改进，根据步骤1中得到的调强放射治疗计划剂量数据平面上每一点的梯度信息，使用改进的Canny边缘探测算法获取调强放射治疗计划剂量数据平面上各个梯度边缘点(i′,j′)和非梯度边缘点(i″,j″)；步骤3：对步骤2所获取的调强放射治疗计划剂量数据平面上各个梯度边缘点(i′,j′)进行梯度剖面的追踪，从而得到每一个梯度边缘点对应的梯度剖面；步骤4：对步骤3所得到的调强放射治疗计划剂量数据平面上每一个梯度边缘点(i′,j′)所对应梯度剖面的锐度σ(P(i′,j′))进行计算；对步骤2所述调强放射治疗计划剂量数据平面上每一个非梯度边缘点(i″,j″)自定义的偏离系数ρ(i″,j″)进行计算；步骤5：根据步骤4得到调强放射治疗计划剂量数据平面上每一个梯度边缘点(i′,j′)对应梯度剖面的锐度σ(P(i′,j′))，确定锐度σ(P(i′,j′))与以梯度边缘点(i′,j′)为双三次插值中心点时所对应双三次插值核的系数a(i′,j′)之间的函数关系；步骤6：根据步骤4得到调强放射治疗计划剂量数据平面上每一个非梯度边缘点(i″,j″)的偏离系数ρ(i″,j″)，确定偏离系数ρ(i″,j″)与以非梯度边缘点(i″,j″)为双三次插值中心点时所对应的双三次插值核的系数a(i″,j″)之间的函数关系；步骤7：将步骤5和步骤6所得到的双三次插值核的系数的两函数结果合并，从而得出以调强放射治疗计划剂量数据平面上每一点(i,j)为双三次插值中心点时对应的双三次插值核的系数a(i,j)；步骤8：对于待插值点，设置其坐标为(a,b)，若a∈[i,i+1)且b∈[j,j+1)，根据步骤7得出的所述双三次插值核的系数a(i,j)，令点(i,j)为双三次插值中心点，并以该双三次插值核的系数a(i,j)对待插值点进行双三次插值计算，从而得出每一个待插值点的调强放射治疗计划剂量数据。