[发明专利]一种用于实现放疗逆向优化方法的计算设备和存储介质

权利要求书

1.一种用于实现放疗逆向优化方法的计算设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储器；以及

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，所述的一个或多个程序包括用于实现混合蒙特卡罗的放疗逆向优化方法的指令；其中，

所述混合蒙特卡罗的放疗逆向优化方法，包括如下步骤：

(1)输入患者数据和放射源参数、或者导入历史放疗计划；其中导入的历史放疗计划包括患者数据、放射源参数以及射野参数；

(2)在解析算法中加入蒙特卡罗计算模型进行混合剂量计算：

(2a).首先计算出初始射野参数，或者从导入的历史放疗计划中获取初始射野参数；

(2b).将初始射野参数作为优化计算的输入值，采用解析算法不断进行迭代优化，在迭代优化的解析算法过程中插入蒙特卡罗计算模型进行剂量计算；其中，与插入的蒙特卡罗计算模型最近的解析算法结果作为蒙特卡罗优化计算的输入量，基于蒙特卡罗的优化计算输出量作为后续解析算法的输入量；蒙特卡罗计算模型在混合剂量计算中的插入位置可以为剂量计算优化过程中的黄金分割点、多次黄金分割点、二分法、精度控制法所在的位置或根据用户自定义设定；

(2c).当逆向优化计算结果满足预设阈值时完成计算；

(3)输出结果并显示。

2.根据权利要求1所述的计算设备，其特征在于：所述的患者数据包括患者影像、勾画的器官组织、医嘱数据；

所述的患者影像包括CT影像、核磁影像中的一种或者组合；勾画的器官包括正常器官组织、靶区形状与位置；

所述的医嘱数据包括目标放疗剂量、DVH曲线、各器官放疗剂量约束值中的一种或组合。

3.根据权利要求1所述的计算设备，其特征在于：所述的放射源参数包括放射源的类型、形状、位置、能量或方向中的一种或组合。

4.根据权利要求1所述的计算设备，其特征在于：所述的解析算法为笔形束算法或卷积算法。

5.根据权利要求1所述的计算设备，其特征在于：射野参数包括射野角度、射野权重、射野形状或射束数量中的一种或者组合。

6.根据权利要求1所述的计算设备，其特征在于：步骤(2b)中，所述的精度控制法是指当优化误差下降到预设阈值插入蒙特卡罗剂量计算的方法，阈值呈阶梯分布，为用户预设。

7.根据权利要求1所述的计算设备，其特征在于：步骤(2c)中的阈值为计算精度和/或总迭代次数。

8.根据权利要求1所述的计算设备，其特征在于：步骤(2b)和(2c)之间还包括人工干预计算进程的步骤，所述的人工干预包括：暂停计算或手动修改放疗计划并使用当前的优化参数作为输入值继续优化；

和/或者步骤(2c)之后还包括剂量确认步骤，所述的剂量确认包括：采用蒙特卡罗剂量计算确认最终剂量、和/或采用滤波器降低剂量计算误差；所述的滤波器可采用Savitzky-Golay滤波器。

9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述的一个或多个程序包括指令，所述指令适于由存储器加载并执行混合蒙特卡罗的放疗逆向优化方法；其中，

所述混合蒙特卡罗的放疗逆向优化方法，包括如下步骤：

(1)输入患者数据和放射源参数、或者导入历史放疗计划；其中导入的历史放疗计划包括患者数据、放射源参数以及射野参数；

(2)在解析算法中加入蒙特卡罗计算模型进行混合剂量计算：

2a.首先计算出初始射野参数，或者从导入的历史放疗计划中获取初始射野参数；

2b.将初始射野参数作为优化计算的输入值，采用解析算法不断进行迭代优化，在迭代优化的解析算法过程中插入蒙特卡罗计算模型进行剂量计算；其中，与插入的蒙特卡罗计算模型最近的解析算法结果作为蒙特卡罗优化计算的输入量，基于蒙特卡罗的优化计算输出量作为后续解析算法的输入量；蒙特卡罗计算模型在混合剂量计算中的插入位置可以为剂量计算优化过程中的黄金分割点、多次黄金分割点、二分法、精度控制法所在的位置或根据用户自定义设定；

2c.当逆向优化计算结果满足预设阈值时完成计算；

(3)输出结果并显示。