CN112043976B - 放疗计划调整系统以及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种放疗计划调整系统以及装置，该系统包括处理器，其被配置成：确定每个控制点的注量图在至少一个备选离散角度上复杂度值，并基于所述复杂度值形成复杂度矩阵；基于所述复杂度矩阵，建立用于确定与每个控制点相对应的最优目标离散角度的优化模型；所述最优目标离散角度为所述至少一个备选离散角度中的一个；根据所述优化模型，确定治疗计划中与每个控制点相对应的准直器的最优目标离散角度。本技术方案，通过对与各个控制点相对应的注量分布图进行处理，可以确定相应的复杂度矩阵，基于复杂度矩阵可以确定执行每个控制点对应的注量图时所使用到的准直器照射角度，即目标照射角度，从而改善了治疗计划的效果，提高放射治疗的效率。

Description

放疗计划调整系统以及装置
技术领域
本发明实施例涉及医疗技术领域，尤其涉及一种放疗计划调整系统以及装置。
背景技术
放疗计划(即，放射治疗计划)的制定是目前放疗过程中的重要步骤之一，制定出的放疗计划的优劣将直接影响患者的治疗效果。
现有的治疗计划中准直器的角度是不发生旋转的，即准直器使用单一的角度。对于形状复杂的靶区，即形状比较复杂的病灶，或者对靶区周围保护器官要求较高的情形下，得到的注量分布图比较复杂，若使用单一的准直器角度对病灶进行放射治疗，不可避免出现多叶光栅移动较为复杂的情形，导致影响放射治疗的技术问题。
发明内容
本发明提供一种放疗计划调整系统以及装置，以实现根据用户需求对自动生成的放疗计划进行调整，进而提高放射治疗效率的效果。
第一方面，本发明实施例提供了一种治疗计划的优化系统，该系统包括：
处理器，其被配置；
确定每个控制点的注量图在至少一个备选离散角度上复杂度值，并基于所述复杂度值形成复杂度矩阵；
基于所述复杂度矩阵，建立用于确定与每个控制点相对应的最优目标离散角度的优化模型；所述最优目标离散角度为所述至少一个备选离散角度中的一个；
根据所述优化模型，确定治疗计划中与每个控制点相对应的准直器的最优目标离散角度。
第二方面，本发明实施例还提供了一种治疗计划的优化装置，其特征在于，配置于处理器中，包括：
复杂度矩阵确定模块，用于确定每个控制点的注量图在至少一个备选离散角度上复杂度值，并基于所述复杂度值形成复杂度矩阵；
优化模型建立模块，用于基于所述复杂度矩阵，建立用于确定与每个控制点相对应的最优目标离散角度的优化模型；所述最优目标离散角度为所述至少一个备选离散角度中的一个；
最优离散角度确定模块，用于根据所述优化模型，确定治疗计划中与每个控制点相对应的准直器的最优目标离散角度。
本发明实施例的技术方案，通过每个控制点上的注量图得到准直器在该控制点上执行对应的注量图时，在准直器的各个备选离散角度上的复杂度值，基于复杂度值可以构建用于确定与每个控制点相对应的最优目标离散角度的优化模型，基于优化模型可以得到准直器在每个控制点上执行对应的注量图时所对应的最优目标离散角度，实现动态准直器角度优化，且在基于与每个控制点对应的最优目标离散角度对病灶放疗时，提高了拉弧(Arc)类治疗计划的照射效率，改善了放射治疗效果。
附图说明
为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。
图1是本发明实施例一所提供的一种放疗计划调整系统中的处理器所配置的步骤的流程图；
图2是本发明实施例二所提供的一种放疗计划调整系统中的处理器所配置的步骤的流程图；
图3是本发明实施例三所提供的一种放疗计划调整系统中的处理器所配置的步骤的流程图；
图4是本发明实施例四所提供的一种放疗计划调整系统中的处理器所配置的步骤的流程图
图5是本发明实施例五所提供的一种放疗计划调整系统中的处理器所配置的装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一中提供的一种放疗计划调整系统中的处理器所配置的步骤的流程图；本实施例可适用于在制定放射治疗计划时，确定准直器执行控制点对应的注量图时所对应的准直器角度的情形，该步骤可以由本实施例提供的放疗计划调整装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的形式实现，该装置可配置于本发明实施例提供的放疗计划调整系统的处理器中。
参见图1，本发明实施例所提供的放疗计划调整系统可以包括处理器，该处理器可以被配置成如下步骤：
S110、确定每个控制点的注量图在至少一个备选离散角度上的复杂度值，并基于所述复杂度值形成复杂度矩阵。
其中，控制点指的是一组有序的参数组合，每个控制点的参数至少包含了照射角度以及对应照射角度上的射野强度和形状等，代表了放射治疗计划执行的规划轨迹。控制点的数量可以是两个或者多个。备选离散角度可以是根据准直器的旋转角度范围以及预先角度间隔来确定的，可选的，准直器的旋转角度范围为0°至360°，预设角度间隔为1°，各个备选离散角度可以是0°、1°…、358°、359°。复杂度值可以是基于与每个控制点相对应的注量分布图(即上述的注量图)来确定的，用于表征在每个控制点的相应离散角度上的复杂度。复杂度矩阵可以是由注量图在每个控制点上的各个准直器的备选离散角度上的复杂度值构成的。
示例性的，若控制点的数量为M个，备选离散角度的数量有N个，得到的复杂度矩阵可以是M×N阶矩阵，行数表示控制点的数量，列数表示备选离散角度的数量。即，矩阵中的每个元素表示控制点X对应的注量图在离散角度Y下被执行的复杂度值。例如，控制点数量为5个，离散角度分别为40°、80°、120°、…360°，复杂度矩阵中第一行的第二个元素表示：控制点1对应的注量图在离散角度为80°下被执行的复杂度值。
在本实施例中，确定每个控制点在各个备选离散角度上的复杂度值，包括：针对每一个控制点，根据与当前控制点相对应的注量图的尺寸、方向和强度分布中的至少一个，确定所述当前控制点在所述至少一个备选离散角度上的复杂度值。例如，可以根据与当前控制点相对应的注量图的尺寸和方向确定所述当前控制点在所述至少一个备选离散角度上的复杂度值；或者可以根据与当前控制点相对应的注量图的尺寸、方向和强度分布确定所述当前控制点在所述至少一个备选离散角度上的复杂度值。
其中，复杂度值可以用于表征在执行放疗时，所有MLC叶片的移动距离，移动距离越小，越有利于MLC的使用寿命；所覆盖的叶片数，表示在后续优化过程中该方向上优化变量的个数，覆盖叶片数量的数值越大，在后续优化过程中的自由度越高，越容易得到好的治疗效果；注量分布图执行时所需的MU，表示在执行放疗计划时，每个控制点所需的总剂量，该值越小，机器输出的总剂量就越小，可以提高治疗效率，并减小所收到的散射。
S120、基于所述复杂度矩阵，建立用于确定与每个控制点相对应的最优目标离散角度的优化模型。
其中，优化模型是基于复杂度矩阵建立的。优化模型是用于确定与每个控制点所对应的最优目标离散角度的模型。最优目标离散角度是准直器执行每个控制点对应的注量图时所对应的最佳旋转角度。最优目标离散角度的数量与控制点的数量相同，即每一个控制点均存在一个与其相对应的最优目标离散角度。
在本实施例中，基于复杂度矩阵建立的优化模型中包括：用于确定每个控制点在所述至少一个备选离散角度上的代价函数。确定代价函数包括：针对每一个控制点中的每个备选离散角度，根据当前控制点的当前备选离散角度所对应的复杂度值，以及以往控制点在与当前备选离散角度相关联的以往备选离散角度上的复杂度值，确定所述代价函数。
其中，可以将当前正在对其进行处理的控制点作为当前控制点。代价函数用于确定每个控制点在各个备选离散角度下的函数值。该函数值代表该控制点对应的注量图在各个备选离散角度下被执行的难易程度，函数值越大，则表示注量图被执行的难度越大，函数值越小，则表示注量图被执行的难度越小。在本实施例中，针对每个备选离散角度所对应的代价函数可以是：根据当前控制点在当前备选离散角度上的复杂度值，以及以往控制点与当前备选离散角度相关联的各备选离散角度的复杂度值来确定。具体的，可以获取当前控制点对应的注量图在当前备选离散角度上被执行的复杂度值，同时，获取当前控制点之前的各个控制点中与当前备选离散角度相关联的备选离散角度对应的复杂度值。根据当前备选离散角度的复杂度值，以及相关联的备选离散角度的复杂度值，确定出优化模型中的代价函数。
确定代价函数包括：获取前一控制点中与所述当前备选离散角度相关联的待使用备选离散角度；根据所述待使用备选离散角度更新所述代价函数，得到更新后的代价函数。
其中，待使用备选离散角度是基于预先设置的预设离散角度差值阈值来确定的。
示例性的，预设离散角度差值阈值为2°，当前备选离散角度为10°，与当前备选离散角度相关联的待使用离散角度可以是：8°、9°、10°、11°以及12°。
具体的，根据预先设置的预设离散角度差值阈值，确定与当前备选离散角度所对应的待使用备选离散角度。确定每个待使用备选离散角度与当前备选离散角度所对应的角度差值，并确定与角度差值对应的函数值，基于所述函数值更新所述代价函数。
需要说明的是，可以采用上述方式来确定优化模型中的代价函数，并在代价函数确定完成后，可以基于代价函数来确定每个控制点在各个备选离散角度下的函数值。
在本实施例中，所述优化模型按照预先设置的控制点顺序依次对所述控制点进行处理。
可选的，所述控制点顺序是基于每个控制点的照射角度来确定的。根据每个控制点的照射照度，可以确定在执行各控制点的参数进行放疗时，所对应的先后顺序。可选的，控制点也可以按照其它给定顺序对准直器的角度进行优化，在本发明中不对控制点顺序进行限定。
在确定控制点顺序后，可以基于优化模型中的代价函数分别确定控制点在各个备选离散角度下的代价函数值，进而基于代价函数值确定每个控制点所对应的最优目标离散角度。
可选的，所述代价函数用于确定在所述当前备选离散角度上的最优函数值；所述优化模型还用于记录在所述当前备选离散角度取得最优函数值时，与所述最优函数值对应的前一控制点的待使用备选离散角度，并根据最优函数值对应的所述待使用备选离散角度生成追溯文件；所述追溯文件中包括每个控制点的每个备选离散角度取得最优函数值时所对应的待使用备选离散角度。
其中，基于代价函数可以确定备选离散角度下所对应的至少一个函数值，函数值的数量与待使用离散角度的数量相同。最优函数值是从至少一个函数值中筛选出的函数值，例如可以将最小的函数值作为最优函数值。追溯文件用于记录每个备选离散角度取得最优函数值时，是基于哪个待使用备选离散角度生成的。即，追溯文件中包括每个控制点在相应备选离散角度下取得最优函数值时所对应的待使用备选离散角度。也可以将追溯文件理解为与复杂度矩阵同阶数的矩阵，每个元素用于表征当前控制点在当前备选离散角度下的待使用备选离散角度。
具体的，针对每个控制点的每个备选离散角度，可以基于代价函数确定当前备选离散角度下的至少一个函数值，并从至少一个函数值中确定最小的函数值作为当前备选离散角度的最优函数值。在得到最优函数值的同时，可以确定取得最优函数值时所对应的待使用备选离散角度，基于待使用备选离散角度生成追溯文件。
所述根据所述优化模型，确定治疗计划中与每个控制点相对应的准直器的最优目标离散角度，包括：当检测到最后一个控制点在各个备选离散角度上的最优函数值确定完成后，根据预先设置的控制点顺序以及所述优化模型中的追溯文件，从后往前依次确定与每个控制点相对应的准直器的最优目标离散角度。
具体的，可以按照控制点顺序依次确定每个控制点在各个备选离散角度下的最优函数值。当检测到最后一个控制点在各个备选离散角度上的最优函数值确定完成后，可以从最后一个控制点开始，依据追溯文件以及最优函数值来确定在执行每个控制点对应的注量图时，所对应的最优目标离散角度。
可选的，所述根据预先设置的控制点顺序以及所述优化模型中的追溯文件，从后往前依次确定与每个控制点相对应的准直器的最优目标离散角度，包括：确定所述最后一个控制点的最优目标函数值，并将所述最优目标函数值所对应的备选离散角度作为所述最后一个控制点的最优目标离散角度；根据与最后一个控制点对应的最优目标离散角度，以及所述追溯文件，追溯与每个控制点对应的最优目标离散角度。
其中，针对最后一个控制点，可以确定该控制点在各个备选离散角度下的最优函数值，并将函数值最小的最优函数值作为最优目标函数值。最优目标函数值所对应的备选离散角度作为最优目标离散角度。由于追溯文件中包括每个控制点在每个备选离散角度下取得最优函数值时，所对应的待使用备选离散角度，因此可以根据追溯文件确定与最优目标函数值相关联的待使用备选离散角度。
在本实施例中，所述根据与最后一个控制点对应的最优目标离散角度，以及所述追溯文件，追溯与每个控制点对应的最优目标离散角度，包括：
将所述最后一个控制点作为当前控制点，根据与所述当前控制点相对应的最优目标离散角度以及所述追溯文件，确定前一控制点所对应的最优目标离散角度，并将所述前一控制点作为当前控制点，直至确定出与每个控制点所对应的最优目标离散角度。
具体的，可以将最后一个控制点作为当前控制点，确定当前控制点所对应的最优目标离散角度，以及与最优目标函数值相关联的待使用备选离散角度。待使用备选离散角度是与当前控制点的前一控制点相对应的，因此可以根据待使用备选离散角度，确定待使用备选离散角度所对应的最优函数值为前一控制点的最优目标函数值。将前一控制点作为当前控制点，依次确定各个控制点所对应的最优目标离散角度。
采用上述方式，可以得到在执行各个控制点对应的注量图时，所对应的最优目标离散角度，基于与每个控制点所对应的最优目标离散角度按控制点顺序进行照射时，提高了放射治疗效率的技术效果。
S130、根据所述优化模型，确定治疗计划中与每个控制点相对应的准直器的最优目标离散角度。
具体的，根据优化模型，可以确定每个控制点在各个备选离散角度上的最优函数值。根据每个控制点在各个备选离散角度上的最优函数值，可以确定与每个控制点相对应的最优目标离散角度。
基于与每个控制点所对应的最优目标离散角度按控制点顺序进行照射时，提高了放射治疗效率的技术效果。
本发明实施例的技术方案，通过每个控制点的注量图得到在执行各控制点对应的注量图时，在各个备选离散角度上的复杂度值，基于复杂度值可以构建用于确定与每个控制点相对应的最优目标离散角度的优化模型，基于优化模型可以得到准直器在执行每个控制点对应的注量图时所对应的最优目标离散角度，实现了基于与每个控制点对应的最优目标离散角度对病灶放疗时，提高了拉弧类治疗计划的照射效率，改善了放射治疗效果。
实施例二
作为上述实施例的一可选实施例，图2是本发明实施例二中提供的一种放疗计划调整系统中的处理器所配置的步骤的流程图。其中，与上述实施例相同或者相应的技术术语在此不在赘述。如图2所示，所述方法包括：
S210、确定每个控制点在各个备选离散角度上的复杂度值。
S220、针对每个控制点，基于当前控制点在各个备选离散角度上的复杂度值、与备选离散角度所对应的角度旋转值以及前一控制点在各个备选离散角度上的最优函数值，确定当前控制点在各个备选离散角度上的最优函数值以及得到最优函数值时所对应的前一控制点的待使用备选离散角度。
其中，离散角度所对应的旋转值可以理解为：从其它备选离散角度旋转到当前备选离散角度所对应的角度旋转值。最优函数值可以是采用代价函数计算得到的每个控制点在相应备选离散角度下的函数值。基于最优函数值，可以确定得到该最优函数值时，所对应的待使用备选离散角度。最优目标离散角度指的是放疗光源执行控制点对应的注量图进行照射时，准直器的最佳旋转角度，基于该旋转角度不仅可以提高对放疗的照射效果，还提高了病灶周围正常组织的安全性。由于每个控制点在各个离散角度上的最优函数值是基于前一控制点在各个离散角度上的最优函数值确定出来的，为了能够追溯到最优函数值是基于前一控制点的哪一个离散角度确定出来，在确定最优函数值时，可以标记得到最优函数值所对应的待使用备选离散角度。也就是说，待使用备选离散角度指的是当前控制点在某个备选离散角度下的最优函数值是基于前一控制点的哪个待使用备选离散角度确定出的角度。例如，当前控制点在备选离散角度40°下的最优函数值是基于前一控制点在38°下的最优函数值确定出来的，则与当前控制点在备选离散角度40°下最优函数值关联的待使用备选离散角度为38°。
具体的，在确定每个控制点在各个备选离散角度上的最优函数值时，可以基于前一控制点在一定备选离散角度下所对应的最优函数值、该备选离散角度所对应的角度旋转值以及该备选离散角度下的复杂度值来确定。在得到当前控制点在各个备选离散角度下的最优函数值时，可以确定最优函数值是基于前一控制点在哪个备选离散角度下确定出来的，可以将此角度与当前控制点下的最优函数值关联。
示例性的，假设要确定控制点2在备选离散角度30°时所对应的最优函数值，可以获取控制点1在各个备选离散角度上的最优函数值，以及各个备选离散角度到备选离散角度30°所对应的角度旋转值。根据控制点2在备选离散角度30°时的复杂度值、前一控制点在各个备选离散角度下的所对应的最优函数值以及角度旋转值，可以得到控制点2在备选离散角度30度所对应的多个函数值，可以从多个函数值中获取最小的函数值作为最优函数值。重复执行上述步骤，可以确定每个控制点的各个备选离散角度下的最优函数值。
S230、针对每个控制点，根据当前控制点的最优目标函数值对应的待使用备选离散角度，确定上一控制点的最优目标离散角度，并将最优目标离散角度对应的最优函数值确定为前一控制点的最优目标函数值。
本实施例主要是为了确定放疗源按照每个控制点的参数进行出束时，准直器所对应的角度，因此在确定每个控制点在各个备选离散角度下的最优函数值后，可以根据每个控制点在各备选离散角度下所对应的最优函数值，来确定与该控制点对应的最优目标离散角度。
其中，最优目标函数值是从各备选离散角度下所对应的最优函数值中筛选出来的，是与该控制点所对应的最优函数值。若当前控制点为最后一个控制点，那么最优目标函数值指的是最后一个控制点在各备选离散角度下最优函数值中最小的最优函数值。相应的，可以将最优目标函数值所对应的备选离散角度作为最优目标离散角度。每个最优目标函数值均存在与其关联的待使用备选离散角度，可以基于该待使用备选离散角度确定当前控制点的前一控制点所对应的最优目标离散角度。根据前一控制点的最优目标离散角度，可以确定与最优目标离散角度下所对应的最优函数值，并作为最优目标函数值。
可以理解为，当前控制点的最优目标函数值，是基于上一轮确定的控制点的最优目标函数值所对应的待使用备选离散角度来确定的。可以从最后一个控制点开始，确定最后一个控制点所对应的最优目标函数值以及关联的待使用备选离散角度，基于待使用备选离散角度，确定前一控制点所对应的最优目标离散角度，并将最优目标离散角度所对应的函数值作为最优目标函数值，采用此种方式依次确定每个控制点的最优目标离散角度。
具体的，在确定当前控制点的最优目标函数值时，可以确定该最优目标函数值对应的备选离散角度，并作为当前控制点的最优目标离散角度。同时，可以获取最优目标函数值所关联的待使用备选离散角度。根据待使用备选离散角度可以确定该最优目标函数值是基于前一控制点哪个备选离散角度所确定出的，进而将待使用备选离散角度作为前一控制点的最优目标离散角度，将最优目标离散角度所对应的最优函数值作为前一控制点的最优目标函数值。重复执行上述步骤，可以依次确定与每个控制点相对应的最优目标离散角度。
S240、根据与每个控制点相对应的最优目标备选离散角度，确定治疗计划中每个控制点所对应的准直器角度。
具体的，基于步骤S230可以确定与每个控制点所对应的最优目标离散角度，根据与每个控制点相对应的最优目标离散角度，可以确定在对病灶放射治疗时，治疗计划中与每个控制点对应的准直器的角度。
本发明实施例的技术方案，通过确定每个控制点在各个备选离散角度下的最优函数值后，针对每个控制点，可以基于当前控制点的最优目标函数值以及关联角度标识，可以确定前一控制点的最优目标备选离散角度以及最优目标备选离散角度下的最优目标函数值，重复执行上述步骤，可以确定与每个控制点相对应的最优目标备选离散角度，进而基于确定出的与各控制点对应的最优备选离散角度对病灶进行放射治疗，从而提高了治疗效果。
实施例三
图3是本发明实施例三中提供的一种放疗计划调整系统中的处理器所配置的步骤的流程图。在本实施例中，可以分别对上述步骤中的S210至S230进行优化。其中，与上述实施例相同或者相应的技术术语在此不再赘述。
如图3所示，方法包括：
S310、获取一个拉弧内各个控制点的注量分布图，通过对所有注量分布图进行复杂度处理，得到每个控制点在预设的各个备选离散角度下的复杂度值。
在本实施例中，在确定与各个备选离散角度相对应的最优函数值之前，还包括：预先设置与各个备选离散角度相对应的角度差值阈值，基于角度差值阈值可以确定与每个备选离散角度相对应的至少一个待使用备选离散角度，以便基于待使用备选离散角度对应的最优函数值，确定出相应备选离散角度的最优函数值。
需要说明的是，为了保证确定出的最优函数值的统一性，每个备选离散角度所对应的角度差值阈值相同。
为了清楚的介绍与每个备选离散角度相对应的待使用备选离散角度，可以以其中任意一个备选离散角度为例来介绍。
可选的，针对每个备选离散角度，根据预设角度差值阈值以及当前备选离散角度，确定与所述当前备选离散角度相关联的备选离散角度集合；所述备选离散角度集合中包括与所述当前备选离散角度的差值在所述预设角度差值阈值之内的待使用备选离散角度；基于与所述当前备选离散角度相关联的备选离散角度集合，确定每个待使用备选离散角度与所述当前备选离散角度的角度旋转值。
其中，预设角度差值阈值为预先设定的，可选的，预设角度差值阈值可是2°。备选离散角度集合为基于当前备选离散角度以及预设角度差值阈值来确定的，可选的，当前备选离散角度为10°，预设角度差值阈值为2°，与备选离散角度10°对应的备选离散角度集合中的元素为8°、9°、10°、11°以及12°。可以将备选离散角度集合中的每个元素作为待使用备选离散角度。备选离散角度集合中各待使用备选离散角度与当前备选离散角度的差值是可以确定的，可以根据待使用备选离散角度与当前备选离散角度之间的差值来确定与当前备选离散角度相对应的角度旋转值。角度旋转值可以是待使用备选离散角度与当前备选离散角度的差值，或者是与该差值相对应的旋转值。需要说明的是，针对每个当前备选离散角度，与当前备选离散角度相关联的备选离散角度集合中的元素数量相同，但具体元素存在一定的差异。
S320、针对同一控制点的每个备选离散角度，根据当前备选离散角度所对应的复杂度值、与当前备选离散角度相关联的至少一个待使用备选离散角度所对应的角度旋转值，以及至少一个待使用备选离散角度在前一控制点下所对应的最优函数值，确定与当前备选离散角度相对应的至少一个待选择函数值。
需要说明的是，每个控制点在各个备选离散角度上的最优函数值可以基于与当前备选离散角度相对应的至少一个待使用备选离散角度来确定，因此得到的待选择函数值包括多个，可以从多个待选择函数值中确定出最优函数值。
具体的，在确定某个控制点在某个备选离散角度下的最优函数值时，可以先根据预设备选离散角度差值阈值确定与当前备选离散角度所对应的待使用备选离散角度。根据当前备选离散角度所对应复杂度值，其中一个待使用备选离散角度在前一控制点所对应的最优函数值，以及与当前备选离散角度之间的角度差值所对应的角度旋转值，确定与当前备选离散角度相对应的其中一个待使用函数值。即基于代价函数来确定与当前备选离散角度所对应的至少一个待使用函数值，每个待使用函数值与每个待使用备选离散角度所对应。
在本实施例中，确定其中一个待选择函数值可以是：针对所述备选离散角度集合中的每个待使用备选离散角度，确定当前待使用备选离散角度与所述当前备选离散角度之间的角度差值；基于所述角度差值，确定所述当前待使用备选离散角度的角度旋转值；获取所述当前待使用备选离散角度在前一控制点下所对应的第一最优函数值；根据所述第一最优函数值、角度旋转值以及所述当前备选离散角度所对应的复杂度值，确定与所述当前备选离散角度对应的待选择函数值。
具体的，针对待使用备选离散角度集合中的每个待使用备选离散角度，确定当前备选离散角度与当前待使用备选离散角度之间的角度差值。根据预先确定的角度差值所对应的角度旋转值，当前备选离散角度所对应的复杂度值以及当前待使用备选离散角度在前一控制点所对应的最优函数值，可以确定出当前备选离散角度的其中一个待选择函数值。
针对备选离散角度集合中的其它待使用备选离散角度，可以重复执行上述步骤确定出与每个待使用备选离散角度相对应的待选择函数值，该待选择函数值是当前备选离散角度下的函数值。
示例性的，针对第二个控制点下备选离散角度10°来说，当前备选离散角度为10°，预设角度差值阈值为2°，与当前备选离散角度10°对应的备选离散角度集合中的元素，即待使用备选离散角度为8°、9°、10°、11°以及12°。可以根据备选离散角度集合中的每个待使用备选离散角度，确定与每个待使用备选离散角度相对应的待选择函数值可以是：获取第二个控制点在当前备选离散角度10°下所对应的复杂度值A10，待使用备选离散角度8°在前一控制点下所对应的最优函数值B8，以及待使用备选离散角度8°与当前备选离散角度10°之间的角度差值所对应的角度旋转值C2。根据复杂度值A10、最优函数值B8以及角度旋转值C2，得到基于待使用备选离散角度8°确定出的当前备选离散角度10°所对应的待选择函数值，可选的，采用求和的方式，确定出当前备选离散角度10°所对应的待选择函数值。采用上述方式分别得到基于待使用备选离散角度9°、10°、11°、12°下确定出当前备选离散角度10°所对应的待选择函数值。
需要说明的是，可以采用上述方式分别确定每个控制点在各个备选离散角度下的待选择函数值。
在上述技术方案的基础上，若控制点的数量为一个或者针对多个控制点中的第一个控制点，确定第一个控制点在各个备选离散角度下的最优函数值可以是：若所述控制点的数量为一个时，根据所述控制点在各个备选离散角度上的复杂度值确定所述控制点在各个备选离散角度上的最优函数值。
具体的，若控制点的数量为一个，或者针对多个控制点中的第一个控制点，确定各备选离散角度下的最优函数值可以是，将各备选离散角度所对应的复杂度值作为各备选离散角度下的最优函数值。
示例性的，若第一个控制点在各个备选离散角度下的复杂度值分别为“A0、A1、A2、A3…A364、A365，则可以将各备选离散角度下的复杂度值作为各备选离散角度下的最优函数值，即A0为备选离散角度0°下的最优函数值，A1为备选离散角度1°下的最优函数值，A2为备选离散角度2°下的最优函数值，…A365为备选离散角度365°下的最优函数值。
S330、针对每个控制点，从至少一个待选择函数值中，确定当前备选离散角度的最优函数值，以及得到最优函数值时所对应的待使用备选离散角度，并作为最优函数值相关联的待使用备选离散角度。
其中，最优函数值是从至少一个待选择函数值中确定出的。可以将函数值最小的待选择函数值作为最优函数值。相应的，最优函数值是基于待使用备选离散角度在前一控制点下的最优函数值来确定，因此可以将待使用备选离散角度与最优函数值关联，以便基于待使用备选离散角度确定当前备选离散角度的最优函数值是基于前一控制点的哪个备选离散角度中确定出来的，即以便基于与最优函数值关联的待使用备选离散角度，可以追溯至前一控制点所对应的备选离散角度。
S340、从最后一个控制点开始，根据最后一个控制点在各个备选离散角度下的最优函数值，确定最后一个控制点的最优目标函数值。
基于步骤S310至S340，可以确定每个控制点在各个备选离散角度下的最优函数值。在最优函数值确定完成后，可以从中确定出准直器转动到各个控制点的最优离散角度。
其中，根据当前控制点所对应的最优目标函数值，可以确定最优目标函数值所对应的最优目标备选离散角度。根据与最优目标函数值相关联的待使用备选离散角度，可以确定前一控制点的最优目标备选离散角度，并将最优目标离散角度下的最优函数值，作为前一控制点的最优目标函数值。
在本实施例中，当前控制点的最优目标函数值是基于前一控制点的最优目标函数值确定的，因此可以先确定最后一个控制点所对应最优目标函数值，进而依次向前确定各个控制点的最优目标函数值以及最优目标函数值的最优目标离散角度。
根据最后一个控制点在各个备选离散角度下的最优函数值，可以将函数值最小的最优函数值作为最优目标函数值。相应的，最优目标函数值所对应的备选离散角度为最优目标离散角度。根据与最优目标函数值关联的待使用备选离散角度，可以确定前一控制点所对应的最优目标离散角度，最优目标离散角度下的最优函数值为最优目标函数值。
S350、将最后一个控制点作为当前控制点，并将最优目标函数值所对应的备选离散角度，确定为当前控制点的最优目标备选离散角度。
具体的，在确定最后一个控制点的最优目标离散角度和最优目标函数值后，可以将最后一个控制点作为当前控制点。将当前控制点的最优目标函数值所对应的待使用备选离散角度作为最优目标离散角度。
S360、获取与最优目标函数值对应的待使用备选离散角度，基于待使用备选离散角度确定前一控制点的最优目标离散角度以及最优目标离散角度下的最优目标函数值。
具体的，根据与最优目标函数值相关联的待使用备选离散角度，可以确定前一控制点的最优目标离散角度，并将该最优目标离散角度下的最优函数值作为前一控制点的最优目标函数值。
S370、将前一控制点作为新的当前控制点，并返回执行S350。
具体的，在确定前一控制点的最优目标函数值和最优目标离散角度后，可以将前一控制点作为当前控制点，重新确定当前控制点的前一控制点的最优目标离散角度和最优目标函数值，直至当前控制点为第一个控制点为止。
本发明实施例的技术方案，通过确定每个控制点在各个备选离散角度下的最优函数值后，可以根据后一控制点的最优目标函数值确定后一控制点的最优目标备选离散角度，以及前一控制点的最优目标备选离散角度，以使准直器基于确定出的与每个控制点相对应的最优目标备选离散角度，对病灶进行放射治疗，解决了现有技术中准直器旋转角度单一，导致放疗效果较差的问题，改善了治疗计划的效果，提高放射治疗的效率。
实施例四
作为上述实施例的一可选实施例，图4是本发明实施例四所提供的一种放疗计划调整系统中的处理器所配置的步骤的流程图。其中，与上述实施例相同或者相应的技术术语在此不再赘述。
如图4所示，所述方法包括：
S410、开始。
可以理解为开始确定与各个控制点相对应的准直器旋转角度。
S420、注量图优化，得到一个拉弧内所有控制点的注量分布图。
具体的，获取一个拉弧内与每个控制点相对应的注量分布图。注量图优化为放射治疗计划优化的现有优化方法，通过该方法可以确定达到处方剂量时各控制点对应的注量图。注量图优化方法为现有方法，在此不再赘述。
S430、根据所有控制点的注量分布图和各备选离散角度，确定各注量分布图在各个备选离散角度上的复杂度矩阵。
具体的，通过对所有控制点在各个照射角度上的注量分布图以及预先设置的各个备选离散角度进行复杂度处理，可以确定每个控制点对应的注量分布图在各个备选离散角度上的复杂度值，可以将各个备选离散角度上的复杂度值通过矩阵的形式来体现，即得到所有控制点在各个备选离散角度上的复杂度矩阵，复杂度矩阵中的每个元素，用于表征某个控制点对应的注量分布图在某个备选离散角度下的复杂度值。
示例性的，根据每个控制点的注量分布图，确定各备选离散角度下的复杂度值，可选的，得到一个M×N阶矩阵，M为控制点的个数，N表示备选离散角度的个数，准直器旋转的备选离散角度可以是0°、1°、2°…，364°、365°。
S440、确定第一个控制点在各个备选离散角度上的最优函数值。
具体的，复杂度矩阵中的第一行表示第一个控制点在各个备选离散角度下的复杂度值，可以将此时得到的复杂度值作为各备选离散角度下的最优函数值。
S450、判断当前控制点是否为最后一个控制点，若否，则执行S460；若是，则执行S470。
在确定第一个控制点在各个备选离散角度下的最优函数值后，可以根据第一个在各备选离散角度下的最优函数值，确定第二个控制点在各个备选离散角度下的最优函数值，并判断当前控制点是否为最后一个控制点。若否，则执行S460；若是，则执行S470。
S460、根据前一控制点在各个备选离散角度上的最优函数值，确定当前控制点在各个备选离散角度上的最优函数值，以及得到最优函数值时前一控制点所对应待使用备选离散角度。
具体的，针对当前控制点下的每个备选离散角度，根据与当前备选离散角度相对应的备选离散角度集合中每个待使用备选离散角度，获取当前待使用备选离散角度在前一控制点下的最优函数值，当前待使用备选离散角度与当前备选离散角度之间的角度旋转差值，以及当前备选离散角度所对应的复杂度值，确定出当前备选离散角度的一个待选择函数值。分别计算各待使用备选离散角度下当前备选离散角度所对应的待选择函数值。将函数值最小的待选择函数值作为当前备选离散角度所对应的最优函数值。同时，标记最优函数值是基于哪一个待使用备选离散角度确定出来的。
S470、根据最后一个控制点在各个备选离散角度下的最优函数值，确定最优目标函数值以及对应的最优目标离散角度。
在确定每个控制点在各个备选离散角度下的最优函数值后，可以从最后一个控制点开始，确定与每个控制点相对应的最优目标离散角度。
具体的，根据最后一个控制点在各备选离散角度下的最优函数值，可以将函数值最小的最优函数值作为最优目标函数值，相应的，最优目标函数值所对应的备选离散角度作为最优目标离散角度。
S480、获取与最优目标函数值关联的待使用备选离散角度，确定前一控制点的最优目标离散角度，并将最优目标离散角度对应的最优函数值作为前一控制点的最优目标函数值。
具体的，在确定最后一个控制点的最优目标离散角度和最优目标函数值之后，可以确定与最优目标函数值关联的待使用备选离散角度，根据该待使用备选离散角度可以确定最优目标函数值是基于前一控制点的哪个最优函数值确定出来的。将与最优目标函数值关联的待使用备选离散角度，作为前一控制点的最优目标离散角度，并将最优目标离散角度对应的最优函数值，作为前一控制点的最优目标函数值。同时，将前一控制点作为当前控制点，依次确定前一控制点的最优目标离散角度，直至当前控制点为第一个控制点为止。
采用此种方式可以确定出整体上准直器与各个控制点相对应的最佳旋转角度，解决了现有技术中准直器旋转角度单一，引起放射治疗效果较差的技术问题。
S490、结束。
可以理解为治疗计划中的准直器旋转角度确定完成。
本发明实施例的技术方案，通过确定每个控制点在各个备选离散角度下的最优函数值后，可以根据后一控制点的最优目标函数值确定后一控制点的最优目标备选离散角度，以及前一控制点的最优目标备选离散角度，以使准直器基于确定出的与每个控制点相对应的最优目标备选离散角度，对病灶进行放射治疗，解决了现有技术中准直器旋转角度单一，导致放疗效果较差的问题，改善了治疗计划的效果，提高放射治疗的效率。
实施例五
图5是本发明实施例五所提供的一种放疗计划调整系统中的处理器所配置的装置结构示意图，该装置包括：复杂度矩阵确定模块510、优化模型建立模块520以及最优离散角度确定模块530。
其中，复杂度矩阵确定模块510，用于确定每个控制点的注量图在至少一个备选离散角度上复杂度值，并基于所述复杂度值形成复杂度矩阵；优化模型建立模块520，用于基于所述复杂度矩阵，建立用于确定与每个控制点相对应的最优目标离散角度的优化模型；所述最优目标离散角度为所述至少一个备选离散角度中的一个；最优离散角度确定模块530，用于根据所述优化模型，确定治疗计划中与每个控制点相对应的准直器的最优目标离散角度。
本发明实施例的技术方案，通过确定每个控制点在各个离散角度下的最优函数值后，可以根据后一控制点的最优目标函数值确定后一控制点的最优目标离散角度，以及前一控制点的最优目标离散角度，以使准直器位于确定出的与每个控制点相对应的最优目标离散角度，对病灶进行放射治疗，解决了现有技术中准直器旋转角度单一，导致放疗效果较差的问题，改善了治疗计划的效果，提高放射治疗的效率。
在上述技术方案的基础上，复杂度矩阵确定模块包括：复杂度矩阵确定单元，用于针对每一个控制点，根据与当前控制点相对应的注量图的尺寸、方向和强度分布中的至少一个，确定所述当前控制点在所述至少一个备选离散角度上的复杂度值。
在上述技术方案的基础上，所述优化模型中包括用于确定每个控制点在所述至少一个备选离散角度上的代价函数；确定所述代价函数，包括：针对每一个控制点中的每个备选离散角度，根据当前控制点的当前备选离散角度所对应的复杂度值，以及以往控制点在与当前备选离散角度相关联的以往备选离散角度上的复杂度值，确定所述代价函数。
在上述技术方案的基础上，确定所述代价函数还包括：获取前一控制点中与所述当前备选离散角度相关联的待使用备选离散角度；根据所述待使用备选离散角度更新所述代价函数，得到更新后的代价函数。
在上述技术方案的基础上，所述待使用备选离散角度由当前备选离散角度和预设离散角度差异阈值来确定。
在上述技术方案的基础上，所述优化模型按照预先设置的控制点顺序依次对所述控制点进行处理；所述控制点顺序是基于每个控制点的照射角度来确定的。
在上述技术方案的基础上，所述代价函数用于确定在所述当前备选离散角度上的最优函数值；所述优化模型还用于记录在所述当前备选离散角度取得最优函数值时，与所述最优函数值对应的前一控制点的待使用备选离散角度，并根据所述待使用离散角度生成追溯文件；所述追溯文件中包括每个控制点的每个备选离散角度取得最优函数值时所对应的待使用备选离散角度。
在上述技术方案的基础上，所述根据所述优化模型，确定治疗计划中与每个控制点相对应的准直器的最优目标离散角度，包括：当检测到最后一个控制点在各个备选离散角度上的最优函数值确定完成后，
根据预先设置的控制点顺序以及所述优化模型中的追溯文件，从后往前依次确定与每个控制点相对应的准直器的最优目标离散角度。
在上述技术方案的基础上，所述根据预先设置的控制点顺序以及所述优化模型中的追溯文件，从后往前依次确定与每个控制点相对应的准直器的最优目标离散角度，包括：确定所述最后一个控制点的最优目标函数值，并将所述最优目标函数值所对应的备选离散角度作为所述最后一个控制点的最优目标离散角度；根据与最后一个控制点对应的最优目标离散角度，以及所述追溯文件，追溯与每个控制点对应的最优目标离散角度。
在上述技术方案的基础上，所述根据与最后一个控制点对应的最优目标离散角度，以及所述追溯文件，追溯与每个控制点对应的最优目标离散角度，包括：将所述最后一个控制点作为当前控制点，根据与所述当前控制点相对应的最优目标离散角度以及所述追溯文件，确定前一控制点所对应的最优目标离散角度，并将所述前一控制点作为当前控制点，直至确定出与每个控制点所对应的最优目标离散角度。
在上述技术方案的基础上，将与每个控制点所对应的最优目标离散角度更新在治疗计划中。
本发明实施例所提供的治疗计划的优化装置可执行本发明任意实施例所提供的治疗计划的优化方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
值得注意的是，上述装置所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明实施例的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种放疗计划调整系统，其特征在于，包括：
处理器，其被配置；
确定每个控制点的注量图在至少一个备选离散角度上的复杂度值，并基于所述复杂度值形成复杂度矩阵；其中，所述复杂度值包括用于表征MLC叶片的移动距离、覆盖的叶片数和所需的MU中的至少一种；
基于所述复杂度矩阵，建立用于确定与每个控制点相对应的最优目标离散角度的优化模型；所述最优目标离散角度为所述至少一个备选离散角度中的一个；
根据所述优化模型，确定治疗计划中与每个控制点相对应的准直器的最优目标离散角度；
其中，所述优化模型中包括用于确定每个控制点在所述至少一个备选离散角度上的代价函数；
确定所述代价函数，包括：
针对每一个控制点中的每个备选离散角度，根据当前控制点的当前备选离散角度所对应的复杂度值，以及以往控制点在与当前备选离散角度相关联的以往备选离散角度上的复杂度值，确定所述代价函数。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述确定每个控制点的注量图在至少一个备选离散角度上复杂度值，包括：
针对每一个控制点，根据与当前控制点相对应的注量图的尺寸、方向和强度分布中的至少一个，确定所述当前控制点在所述至少一个备选离散角度上的复杂度值。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，确定所述代价函数还包括：
获取前一控制点中与所述当前备选离散角度相关联的待使用备选离散角度；
根据所述待使用备选离散角度更新所述代价函数，得到更新后的代价函数。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述待使用备选离散角度由当前备选离散角度和预设离散角度差异阈值来确定。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述优化模型按照预先设置的控制点顺序依次对所述控制点进行处理。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述代价函数用于确定在所述当前备选离散角度上的最优函数值；所述优化模型还用于记录在所述当前备选离散角度取得最优函数值时，与所述最优函数值对应的前一控制点的待使用备选离散角度，并根据所述待使用离散角度生成追溯文件；所述追溯文件中包括每个控制点的每个备选离散角度取得最优函数值时所对应的前一控制点的待使用备选离散角度。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述根据所述优化模型，确定治疗计划中与每个控制点相对应的准直器的最优目标离散角度，包括：
当检测到最后一个控制点在各个备选离散角度上的最优函数值确定完成后，根据预先设置的控制点顺序以及所述优化模型中的追溯文件，从后往前依次确定与每个控制点相对应的准直器的最优目标离散角度。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述根据预先设置的控制点顺序以及所述优化模型中的追溯文件，从后往前依次确定与每个控制点相对应的准直器的最优目标离散角度，包括：
确定所述最后一个控制点的最优目标函数值，并将所述最优目标函数值所对应的备选离散角度作为所述最后一个控制点的最优目标离散角度；
根据与最后一个控制点对应的最优目标离散角度，以及所述追溯文件，追溯与每个控制点对应的最优目标离散角度。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述根据与最后一个控制点对应的最优目标离散角度，以及所述追溯文件，追溯与每个控制点对应的最优目标离散角度，包括：
将所述最后一个控制点作为当前控制点，根据与所述当前控制点相对应的最优目标离散角度以及所述追溯文件，确定前一控制点所对应的最优目标离散角度，并将所述前一控制点作为当前控制点，直至确定出与每个控制点所对应的最优目标离散角度。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，将与每个控制点所对应的最优目标离散角度更新在治疗计划中。
11.一种治疗计划的优化装置，其特征在于，配置于处理器中，包括：
复杂度矩阵确定模块，用于确定每个控制点的注量图在至少一个备选离散角度上的复杂度值，并基于所述复杂度值形成复杂度矩阵；其中，所述复杂度值包括用于表征MLC叶片的移动距离、覆盖的叶片数和所需的MU中的至少一种；
优化模型建立模块，用于基于所述复杂度矩阵，建立用于确定与每个控制点相对应的最优目标离散角度的优化模型；所述最优目标离散角度为所述至少一个备选离散角度中的一个；
最优离散角度确定模块，用于根据所述优化模型，确定治疗计划中与每个控制点相对应的准直器的最优目标离散角度；
其中，所述优化模型中包括用于确定每个控制点在所述至少一个备选离散角度上的代价函数；
确定所述代价函数，包括：
针对每一个控制点中的每个备选离散角度，根据当前控制点的当前备选离散角度所对应的复杂度值，以及以往控制点在与当前备选离散角度相关联的以往备选离散角度上的复杂度值，确定所述代价函数。
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