CN116474277A - 考虑双层光栅侧边半影的旋转扫掠动态调强方法及装置 - Google Patents

考虑双层光栅侧边半影的旋转扫掠动态调强方法及装置 Download PDF

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CN116474277A CN202310380339.8A CN202310380339A CN116474277A CN 116474277 A CN116474277 A CN 116474277A CN 202310380339 A CN202310380339 A CN 202310380339A CN 116474277 A CN116474277 A CN 116474277A
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Abstract

本发明公开考虑双层光栅侧边半影的旋转扫掠动态调强方法及装置，包括：S1：通过放疗计划系统，得到每个射野的目标通量强度分布；S2：对优化后的通量图进行网格细分处理，得到网格化的目标通量强度分布；S3：将射野区域划分成四个象限；S4：确定叶片的初始位置；S5：对每个象限的叶片进行通量分割，建立数学优化模型，得到前进叶片和后退叶片的运动速度，进而得到叶片的通量函数和四个象限的机器跳数；S6：重复S3‑S5，利用四个象限之间机器跳数的关系，调整象限的分界线，直至四个象限的机器跳数相差满足阈值。本发明在双层光栅旋转扫掠动态调强方法上，考虑侧边半影的影响，使模型更接近真实场景，分割强度更加接近优化的目标通量，提高了分割精度。

Description

考虑双层光栅侧边半影的旋转扫掠动态调强方法及装置
技术领域
本发明属于放射治疗技术领域，具体涉及一种考虑双层光栅侧边半影的旋转扫掠动态调强方法及装置。
背景技术
多叶准直器(Multi-leaf Collimator,MLC)成为调强放射治疗(IntensityModulated Radiotherapy，IMRT)中重要的工具。在放射治疗过程中，多叶准直器能够形成肿瘤靶区的投影形状，使肿瘤被照射的同时保护正常组织和危及器官。正交双层光栅由两层相互垂直的MLC组成，由于两层叶片相互独立，叶片的运动更加灵活，能够对凹形、环形等复杂靶区进行很好地适形，通过两层相互正交的叶片的运动轨迹形成对应的强度；在靶区边缘，正交双层光栅所形成的形状与靶区边缘的一致性更高。其次，双层光栅的相互遮挡，大大减少了叶间漏射和叶内透射，使放射治疗更加精准。
在现有的动态分割算法中，正交双层光栅旋转扫掠动态调强分割(Rotate Sweep，RS)已经使光栅走位在原理上具有比传统叶片滑窗扫描动态分割算法Sliding Window,SW)更高效的分割效率，理论上最高可以实现sqrt(2)倍的速率。专利号CN 112043974A“一种基于正交双层光栅旋转扫掠的动态调强方法及装置”的数据显示，正交双层光栅旋转扫掠动态调强分割基本上能减少20％左右的机器跳数(Monitor Units,MU)，而且可以通过上下层光栅的相互遮挡实现对低剂量区域的更好保护，以及能实现多靶区肿瘤的同时照射。
正交双层光栅旋转扫掠动态调强分割算法能够实现复杂通量的分割，并且相比于传统叶片滑窗扫描动态分割算法，具有更高的分割效率。目前的算法中采用了通量分割取代几何分割，进行子野运动轨迹优化计算，取得了一定的效果，在满足收敛条件的子野中也得到了精度更高的分割结果，但是在实际通量分割的过程中，受端面半影(leaf-endpenumbra)和侧面半影(lateral penumbra)的影响，未能实现更好的计划效果。
综上述，现有技术具有以下缺点：
1.现有的动态分割算法主要是针对单层光栅的sliding window算法，对于双层正交光栅的动态分割，sliding window算法并不适用。
2.正交双层光栅旋转扫掠动态调强分割算法虽然能够对复杂靶区有较好的适形，但是在实际的通量分割过程中，由于侧面半影的存在，增加了危及器官的剂量，降低了治疗效果。
3.现有分割算法主要通过MLC的形状设计或者一些物理手段(如半影调节器penumbra trimmer、补偿器compensator等)来减少半影宽度，在优化模型中较少考虑半影的影响。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种考虑双层光栅侧边半影的旋转扫掠动态调强方法及装置。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一方面，本发明公开一种考虑双层光栅侧边半影的旋转扫掠动态调强方法，包括以下步骤：
S1：通过放疗计划系统，进行通量图优化，得到每个射野的目标通量强度分布；
S2：对优化后的通量图进行网格细分处理，对每一对正交叶片所形成的交叠区域进行等分，得到具有更加精细网格的目标通量强度分布；
S3：将射野区域划分成四个象限，每个象限对应两组相互正交的叶片，其中一组叶片为前进叶片，另一组叶片为后退叶片，定义前进叶片向射野的中心运动，回退叶片向远离射野中心的方向运动；
S4：确定叶片的初始位置，前进叶片的初始位置在靶区边缘，回退叶片的初始位置在象限的交界处；
S5：对每个象限的叶片进行通量分割，任取两个正交叶片所形成的局部区域P(x,y)，该局部区域由前进叶片n和回退叶片m交叠形成，同时考虑与上述两个正交叶片相邻的四个叶片的侧边半影共同对该区域通量产生影响，该区域的通量强度计算方式如下：
其中，(*)+为Relu函数，具体为max{0,*}；
为前进叶片ui在局部区域右起第i列子区域所形成的通量轨迹函数；
为回退叶片vj在局部区域下起第j行子区域所形成的通量轨迹函数；
为前进叶片ui对区域P(x,y)的遮挡半影系数；
为回退叶片vj对区域P(x,y)的遮挡半影系数；
具体地，和/>通过下式获得；
其中，为前进叶片进入该局部区域的初始通量值，为已知量；
Rdose为剂量率；
为前进叶片在局部区域右起第a列子区域的速度；
Δxa为在局部区域右起第a列子区域的距离；
为回退叶片进入该局部区域的初始通量值，为已知量；/>为回退叶片在局部区域下起第b行子区域的速度；
Δyb为在局部区域下起第b行子区域的距离；
进一步，以和该局部区域的网格化的目标通量强度Io(x,y)偏差的二范数的平方作为目标函数，以叶片的运动速度受到速度上限的约束，建立以下的数学优化模型，得到前进叶片和后退叶片的运动速度，进而得到叶片的通量函数和四个象限的机器跳数；
其中，为前进叶片u的最大速度；
为回退叶片v的最大速度；
上述局部区域P(x,y)被分成p*q个子区域；
S6：重复S3-S5，利用四个象限之间机器跳数的关系，调整象限的分界线，直至四个象限的机器跳数相差满足阈值。
本发明在叶片动态分割的过程中，将相邻叶片的侧面半影对局部区域通量强度的影响考虑进来，建立正交双层光栅旋转扫掠的分割优化模型，使分割的通量与优化的通量尽可能地保持一致，提高分割的精度。同时，本发明考虑了半影的影响，提高模型的准确度，使优化模型更加符合实际，有利于提供更加准确的治疗计划。
在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：
作为优选的方案，S2还包括以下内容：对照优化后的通量图，为每个网格化的通量图进行插值。
作为优选的方案，S3中，每个象限的通量相互独立。
作为优选的方案，S3中，相邻象限的前进叶片或后退叶片互不相邻。
作为优选的方案，S5中，通过水箱测试对遮挡半影系数αu(x,y)和遮挡半影系数βv(x,y)进行提取。
作为优选的方案，利用梯度优化算法求解S5中的数学优化模型，解出前进叶片和后退叶片的运动速度。
此外，另一方面，本发明还公开一种考虑双层光栅侧边半影的旋转扫掠动态调强装置，包括：
一个或多个处理器；
存储器；
以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序包括用于实现上述任一种旋转扫掠动态调强方法的指令。
综上述，本发明公开一种考虑双层光栅侧边半影的旋转扫掠动态调强方法及装置，具有以下有益效果：
第一，本发明提高了动态调强的效率，缩短了照射治疗的时间，采用分象限的方式对靶区进行划分，每个叶片运动的距离减少，相比于sliding window的分割方式，理论上最高可以实现sqrt(2)倍的速率；
第二，提高了靶区的适形度，尽可能地保护了危及器官，采用正交双层光栅从两个相互垂直的方向上对靶区进行适形，降低了射线的漏射和穿射量，更好地保护了靶区周围的组织和器官；
第三，在叶片分割时考虑侧边半影的影响，使模型更接近真实场景，使分割的强度更加接近优化的目标通量，提高了分割的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的正交双层光栅在射野坐标系下的位置分布图。
图2为本发明实施例提供的一对正交双层光栅叶片所形成的交叠区域图。
图3为本发明实施例提供的正交双层光栅叶片所划分的象限及叶片情况图。
图4为本发明实施例提供的四个象限正交双层光栅叶片的初始位置的划分情况图。
图5为本发明实施例提供的上下两层六个光栅叶片运动轨迹对交叠区域的影响情况图。
图6为本发明实施例提供的单层光栅三个相邻叶片对区域通量的影响图。
图7为本发明实施例提供的双层光栅对区域通量的影响图。
图8为本发明实施例提供的一个鼻咽癌靶区的射野通量强度三维视图。
图9为本发明实施例提供的上下六个光栅叶片的位置关系图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。
另外，“包括”元件的表述是“开放式”表述，该“开放式”表述仅仅是指存在对应的部件，不应当解释为排除附加的部件。
为了达到本发明的目的，一种考虑双层光栅侧边半影的旋转扫掠动态调强方法及装置的其中一些实施例中，本发明是在如图1所示的正交双层光栅上进行的，上、下两层叶片均由一对相对的叶片构成，上、下两层叶片运动方向相互垂直，双层叶片的位置如图1，一对正交的叶片在不同的时间通过同一位置，在时间差内，射线照射形成对应的通量强度，本发明提出的方法就是为了求解叶片在不同时间的位置，以实现照射通量分布与目标通量强度分布保持一致。
旋转扫掠动态调强方法包括以下步骤：
S1：通过放疗计划系统，进行通量图优化，得到每个射野的目标通量强度分布。
具体地，根据靶区和危及器官的处方、位置等信息，确定射野的角度和数量，通过治疗计划系统，计算出每个射野的目标通量强度分布。
在等中心平面射野范围内，通量图被离散成许多的射束beamlet，每一个射束有对应的一个位置(x,y)，对应的强度值为I(x,y)。
S2：对优化后的通量图进行网格细分处理，对每一对正交叶片所形成的交叠区域进行等分，得到具有更加精细网格的目标通量强度分布。
具体地，由于光栅叶片的宽度与通量图单位网格的尺寸可能存在不一致的现象，为了使分割更加精确，将每一对正交光栅叶片所形成的交叠区域在两个方向上等分，如图2所示，某一上层叶片和某一下层叶片的交叠区域划分为p*q个网格。进一步，将整个优化后的通量图划分为更加细密的网格图。
进一步，对照优化后的通量图，对每个网格的通量进行插值，得到具有更加精细网格的目标通量强度分布，记为Io(x,y)。
S3：将射野区域划分成四个象限，每个象限对应两组相互正交的叶片，其中一组叶片为前进叶片，另一组叶片为后退叶片，定义前进叶片向射野的中心运动，回退叶片向远离射野中心的方向运动。
具体地，为了提高分割的效率，将射野区域分成四个象限，每个象限对应两组相互垂直的叶片，这样，射野内的四个象限由前后左右四组叶片所形成。划分完成的每个象限对应射野范围的部分区域的通量强度分布，对应两组正交的叶片，如图3所示，每个象限内的通量强度分布通过两组正交的叶片完成分割，定义其中一组叶片为前进叶片，另一组为回退叶片。
每个象限内的通量强度分布由两组正交叶片的运动通量轨迹形成，每个象限的通量相互独立。
相邻象限的前进叶片或后退叶片互不相邻。
S4：确定叶片的初始位置，前进叶片的初始位置在靶区边缘，回退叶片的初始位置在象限的交界处，如图4所示。
S5：对每个象限的叶片进行通量分割，任取两个正交叶片所形成的局部区域P(x,y)，该局部区域由前进叶片n和回退叶片m交叠形成，同时考虑与上述两个正交叶片相邻的四个叶片的侧边半影共同对该区域通量产生影响，该区域的通量强度计算方式如下：
其中，(*)+为Relu函数，具体为max{0,*}；
为前进叶片ui在局部区域右起第i列子区域所形成的通量轨迹函数；
为回退叶片vj在局部区域下起第j行子区域所形成的通量轨迹函数；
为前进叶片ui对区域P(x,y)的遮挡半影系数；
为回退叶片vj对区域P(x,y)的遮挡半影系数；
通过水箱测试对遮挡半影系数和遮挡半影系数/>进行提取；
具体地，和/>通过下式获得；
其中，为前进叶片进入该局部区域的初始通量值，为已知量；
Rdose为剂量率；
为前进叶片在局部区域右起第a列子区域的速度；
Δxa为在局部区域右起第a列子区域的距离；
为回退叶片进入该局部区域的初始通量值，为已知量；
为回退叶片在局部区域下起第b行子区域的速度；
Δyb为在局部区域下起第b行子区域的距离；
进一步，以和该局部区域的网格化的目标通量强度Io(x,y)偏差的二范数的平方作为目标函数，以叶片的运动速度受到速度上限的约束，建立以下的数学优化模型，利用梯度优化算法求解得到前进叶片和后退叶片的运动速度，进而得到叶片的通量函数和四个象限的机器跳数；
其中，为前进叶片u的最大速度；
为回退叶片v的最大速度；
上述局部区域P(x,y)被分成p*q个子区域；
S6：重复S3-S5，利用四个象限之间机器跳数的关系，调整象限的分界线，直至四个象限的机器跳数相差满足阈值。
本发明在叶片动态分割的过程中，将相邻叶片的侧面半影对局部区域通量强度的影响考虑进来，建立正交双层光栅旋转扫掠的分割优化模型，使分割的通量与优化的通量尽可能地保持一致，提高分割的精度。同时，本发明考虑了半影的影响，提高模型的准确度，使优化模型更加符合实际，有利于提供更加准确的治疗计划。
对于S5，下面介绍详细的考虑侧边半影的叶片运动轨迹的求解推理过程。
取任一局部区域P(x,y)，该局部区域由前进叶片n和回退叶片m交叠形成，同时考虑与正交叶片相邻的四个叶片的侧边半影共同对该区域通量产生影响，该区域的通量值由上下两层六个叶片的通量轨迹确定，如图5所示。
由S3可知，该交叠区域被分成p*q个子区域，假设已知前进叶片和回退叶片进入该区域的初始轨迹值，即图5中实心圆轨迹点位置，规划各前进叶片和回退叶片的运行速度，即图5中的轨迹点位置(空心圆表示前进叶片，叉表示回退叶片)，使得计算出每个子区域的通量与目标通量分布函数Io(x,y)一致，即为要解决的优化问题，建模过程如下。
1)建立局部区域的优化模型
为了使分割的通量和优化通量尽可能得一致，设置目标函数为
min||Id-Io||2
即为
约束为
其中，Id为正交双层叶片运动轨迹所形成的通量强度；
Io为放疗计划系统得出的目标通量；
和/>分别为前进叶片u和回退叶片v的最大运动速度；
为局部区域右起第i列，下起第j行的子区域的优化通量，为已知量；
为局部区域右起第i列，下起第j行的子区域的实际通量，计算方式如下。
下面讨论三种情况：
情况一：不考虑侧边半影的影响
在不考虑叶片间侧边半影的情况下，的计算方式如下：
其中，为不考虑回退叶片的遮挡，前进叶片ui的通量函数，/>表示回退叶片vj的遮挡通量函数。
情况二：考虑单层叶片侧边半影的影响
在考虑单层叶片的侧边半影的情况下，某一局部区域P(x,y)的通量同时受到多个叶片的半影的影响，这里只考虑由三个相邻叶片所形成，其他叶片的半影对该区域的影响极小，可以忽略不计，如图6所示。
叶片n-1,n,n+1的通量函数分别为gn-1(x,y),gn(x,y),gn+1(x,y)，其遮挡系数分别为αn-1,αn,αn+1。
对任意一种通量函数大小进行排序为gn-1(x,y)≤gn(x,y)≤gn+1(x,y)，在整个时间序列T内，区域通量F(x,y)的计算方式如下。
情况三：考虑双层正交叶片侧边半影的影响
由单层叶片的通量模型可知，某一局部区域(x,y)的通量由三个叶片叠加产生，在考虑双层正交叶片侧边半影的情况下，某一区域的通量受到上下两层六个叶片的影响。
这里，考虑上层单个前进叶片n与下层三个回退叶片m-1,m,m+1之间的叠加通量的关系，如图7所示，通量的计算方式如下。
对于回退叶片m-1，其遮挡通量函数为hm-1(x,y)，对某一区域P(x,y)的遮挡半影系数为βm-1，和上层前进叶片n的通量函数gn(x,y)共同作用产生的通量为：
对于回退叶片m，其遮挡通量函数为hm(x,y)，对某一区域P(x,y)的遮挡半影系数为βm，和上层前进叶片n的通量函数gn(x,y)共同作用产生的通量为：
对于回退叶片m+1，其遮挡通量函数为hm+1(x,y)，对某一区域P(x,y)的遮挡半影系数为βm+1，和上层前进叶片n的通量函数gn(x,y)共同作用产生的通量为：
推导过程和单层光栅侧面半影计算类似。
综上所述，考虑上下两层相邻六个叶片的综合影响，对于某一区域P(x,y)，其通量的计算方式如下：
其中，(x)+为Relu函数，具体为max{0,*}；
为前进叶片ui在局部区域右起第i列子区域所形成的通量轨迹函数；
为回退叶片vj在局部区域下起第j行子区域所形成的通量轨迹函数；
为前进叶片ui对区域P(x,y)的遮挡半影系数；
为回退叶片vj对区域P(x,y)的遮挡半影系数；
遮挡半影系数体现了叶片通过区域P(x,y)和通过后的考虑半影的总强度与不考虑半影的强度的关系，可以通过水箱测试获得该系数。
的计算方式如下：
其中，为前进叶片u进入该交叠区域的初始通量值，为已知量；
Rdose为剂量率；
为前进叶片在局部区域右起第a列子区域的速度；
Δxa为在局部区域右起第a列子区域的距离。
的计算方式如下：
其中，为回退叶片v进入该交叠区域的初始通量值，为已知量；
为回退叶片在局部区域下起第b行子区域的速度；
Δyb为在局部区域下起第b行子区域的距离。
综上所述，该优化问题的求解转化为对叶片离散速度和/>的求解，继而得到正交双层前进叶片和回退叶片的通量轨迹。
此外，本发明实施例还公开一种考虑双层光栅侧边半影的旋转扫掠动态调强装置，包括：
一个或多个处理器；
存储器；
以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序包括用于实现上述任一实施例公开的旋转扫掠动态调强方法的指令。
为了清楚地说明本发明的具体实施过程，以鼻咽癌病例为例，介绍具体的实施细节，考虑双层光栅侧边半影的旋转扫掠动态调强方法包括以下步骤：
S1:在放疗计划系统中，导入鼻咽癌病例，进行通量图优化，得到每个射野的目标通量强度分布，在等中心平面的射野范围内，通量强度可以表示为I(x,y)，其三维视图如图8所示。
S2:对优化的通量图进行处理，对每对正交光栅叶片所形成的交叠区域进行等分，形成p*q个小网格，如图2所示，将整个通量图划分为网格更加细密的通量图，记为Io，对照优化的通量图I(x,y)，为每个细化的强度图Io(x,y)的网格插值。
S3:划分象限，按照每个象限内MU差异尽可能小的原则，初步地划分象限，确定每个象限的分界线Qx1、Qx2、Qy，得到四个象限的通量分布，如图3所示。
每个象限的通量相互独立，每个象限对应两组相互正交的叶片，其中一组叶片为前进叶片，另一组叶片为后退叶片，定义前进叶片向射野的中心运动，回退叶片向远离射野中心的方向运动；
确定上述叶片的运动轨迹，即可获得所需要的通量分布。
S4:确定叶片的初始位置，前进叶片的初始位置在靶区边缘附近，回退叶片的初始位置在象限的交界处，如图4所示。
S5:对每个象限的叶片进行通量分割，任取两个正交叶片所形成的局部区域P(x,y)，前进叶片u以一定的速度沿着坐标轴向射野中心运动，后退叶片v以一定的速度沿着坐标轴远离射野中心，如图9所示，加上相邻的四个叶片的侧边半影共同对该区域通量产生影响，该区域的通量强度计算方式如下：
其中，(*)+为Relu函数，具体为max{0,*}；
为前进叶片ui在局部区域右起第i列子区域所形成的通量轨迹函数；
为回退叶片vj在局部区域下起第j行子区域所形成的通量轨迹函数；
为前进叶片ui对区域P(x,y)的遮挡半影系数，通过水箱测试对该系数进行提取；/>
为回退叶片vj对区域P(x,y)的遮挡半影系数,通过水箱测试对该系数进行提取；
具体地，和/>通过下式获得；
其中，为前进叶片进入该局部区域的初始通量值，为已知量；
Rdose为剂量率；
为前进叶片在局部区域右起第a列子区域的速度；
Δxa为在局部区域右起第a列子区域的距离；
为回退叶片进入该局部区域的初始通量值，为已知量；/>为回退叶片在局部区域下起第b行子区域的速度；
Δyb为在局部区域下起第b行子区域的距离；
进一步，以和该局部区域的网格化的目标通量强度Io(x,y)偏差的二范数的平方作为目标函数，以叶片的运动速度受到速度上限的约束，建立以下的数学优化模型
其中，为前进叶片u的最大速度；
为回退叶片v的最大速度；
上述局部区域P(x,y)被分成p*q个子区域；
上述数学模型为凸问题，可通过梯度类的优化算法求解出前进叶片和后退叶片的运动速度，进而得到叶片的通量函数和四个象限的机器跳数。
S6：重复S3-S5，利用四个象限的机器跳数，调整象限的分界线，直至四个象限的机器跳数相差满足阈值。
综上述，本发明公开一种考虑双层光栅侧边半影的旋转扫掠动态调强方法及装置，具有以下有益效果：
第一，本发明提高了动态调强的效率，缩短了照射治疗的时间，采用分象限的方式对靶区进行划分，每个叶片运动的距离减少，相比于sliding window的分割方式，理论上最高可以实现sqrt(2)倍的速率；
第二，提高了靶区的适形度，尽可能地保护了危及器官，采用正交双层光栅从两个相互垂直的方向上对靶区进行适形，降低了射线的漏射和穿射量，更好地保护了靶区周围的组织和器官；
第三，在叶片分割时考虑侧边半影的影响，使模型更接近真实场景，使分割的强度更加接近优化的目标通量，提高了分割的精度。
应当理解，这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和装置，或者本发明的方法和装置的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被该机器执行时，该机器变成实践本发明的装置。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.考虑双层光栅侧边半影的旋转扫掠动态调强方法，包括以下步骤：
S1：通过放疗计划系统，进行通量图优化，得到每个射野的目标通量强度分布；
S2：对优化后的通量图进行网格细分处理，对每一对正交叶片所形成的交叠区域进行等分，得到具有更加精细网格的目标通量强度分布；
S3：将射野区域划分成四个象限，每个象限对应两组相互正交的叶片，其中一组叶片为前进叶片，另一组叶片为后退叶片，定义前进叶片向射野的中心运动，回退叶片向远离射野中心的方向运动；
S4：确定叶片的初始位置，前进叶片的初始位置在靶区边缘，回退叶片的初始位置在象限的交界处；
S5：对每个象限的叶片进行通量分割，任取两个正交叶片所形成的局部区域P(x，y)，该局部区域由前进叶片n和回退叶片m交叠形成，同时考虑与上述两个正交叶片相邻的四个叶片的侧边半影共同对该区域通量产生影响，该区域的通量强度计算方式如下：
其中，(*)+为Relu函数，具体为max{0，*}；
为前进叶片ui在局部区域右起第i列子区域所形成的通量轨迹函数；
为回退叶片vj在局部区域下起第j行子区域所形成的通量轨迹函数；
为前进叶片ui对区域P(x，y)的遮挡半影系数；
为回退叶片vj对区域P(x，y)的遮挡半影系数；
具体地，和/>通过下式获得；
其中，为前进叶片进入该局部区域的初始通量值，为已知量；
Rdose为剂量率；
为前进叶片在局部区域右起第a列子区域的速度；
为在局部区域右起第a列子区域的距离；
为回退叶片进入该局部区域的初始通量值，为已知量；
为回退叶片在局部区域下起第b行子区域的速度；
为在局部区域下起第b行子区域的距离；
进一步，以和该局部区域的网格化的目标通量强度Io(x，y)偏差的二范数的平方作为目标函数，以叶片的运动速度受到速度上限的约束，建立以下的数学优化模型，得到前进叶片和后退叶片的运动速度，进而得到叶片的通量函数和四个象限的机器跳数；
其中，为前进叶片u的最大速度；
为回退叶片v的最大速度；
上述局部区域P(x，y)被分成p*q个子区域；
S6：重复S3-S5，利用四个象限之间机器跳数的关系，调整象限的分界线，直至四个象限的机器跳数相差满足阈值。
2.根据权利要求1所述的旋转扫掠动态调强方法，其特征在于，S2还包括以下内容：对照优化后的通量图，为每个网格化的通量图进行插值。
3.根据权利要求1所述的旋转扫掠动态调强方法，其特征在于，S3中，每个象限的通量相互独立。
4.根据权利要求1所述的旋转扫掠动态调强方法，其特征在于，S3中，相邻象限的前进叶片或后退叶片互不相邻。
5.根据权利要求1所述的旋转扫掠动态调强方法，其特征在于，S5中，通过水箱测试对遮挡半影系数αu(x,y)和遮挡半影系数βv(x,y)进行提取。
6.根据权利要求1所述的旋转扫掠动态调强方法，其特征在于，利用梯度优化算法求解S5中的数学优化模型，解出前进叶片和后退叶片的运动速度。
7.考虑双层光栅侧边半影的旋转扫掠动态调强装置，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，一个或多个所述程序包括用于实现上述权利要求1-6中任一所述的旋转扫掠动态调强方法的指令。
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