JP2013500048A - ビーム群により送達される放射線量を最適化する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)Qに
(2)境界ボクセルでの線量誤差が、その他の場所よりもはるかに重くペナルティが課されるように、二乗誤差の和を再加重し、同様に、治療体積外部のボクセルの重みを軽くする。すなわち、あるボクセル誤差加重ベクトルwおよび集合
(3)下式であり、
ここで、制約x≧0を組み込むために
本発明の実施の形態は、二次計画法(QP)を用いて、放射線治療の粒子線を最適化する極めて大きく複雑な問題を解く。
Claims (12)
- ビーム群により送達される放射線量を最適化する方法であって、各ビームは、粒子線治療ビームであり、該方法は、
前記ビーム群のモデルおよび標的線量を提供するステップと、
前記モデルから、グラム行列を含む、通常形態のモデルおよび標的線量を決定するステップと、
前記標的線量をサブサンプリングして、前記ビーム群の初期強度値を決定し、収束するまで、以下のステップ:
非常に小さな正の値0<ε<<1を各強度値に加算して前記強度値がゼロよりも大きいことを保証する、加算するステップ、
強度値のベクトルに前記グラム行列を乗算して積を求める、乗算するステップ、
要素毎に、前記積を除算して標的線量形態にし、対応する比率を求める、除算するステップ、および
前記比率が、数値許容誤差内ですべて1に近いか否かを判断し、真の場合、前記ビーム群の前記強度値を出力し、そうではなく、偽の場合、次の繰り返しの前に、前記強度値に前記比率を乗算する、判断するステップ、
を繰り返す、サブサンプリングするステップと、
を含む、ビーム群により送達される放射線量を最適化する方法。 - 前記グラム行列の各要素は、ビーム対毎に、該ビーム対により送達される前記放射線量の内積を表す、請求項1に記載の方法。
- 可能な限り、前記グラム行列を分解して、外積にし、該外積の係数を前記ビーム群の前記強度値に直接適用する、分解するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 矩形の部分領域内の線量値が欠けることに関して、前記比率の分母に、追加のペナルティを表す補助行列−ベクトル積を追加することにより、前記放射線量の誤差を前記標的線量の前記部分領域に縮小するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記比率の分子に、ハード放射線制約を確保する潜在価格を表す補助行列−ベクトル積を追加することにより、ハード放射線制約を前記放射線量の任意の部分領域に対して課すステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記標的線量に対して規定される制約毎の潜在価格を計算するために、前記モデルを双対形態にし、該双対モデルにサブサンプリングステップを適用するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- ビーム群により送達される放射線量を最適化する装置であって、各ビームは粒子線治療ビームであり、該装置は、
前記ビーム群のモデルおよび標的線量を提供する手段と、
前記モデルから、グラム行列を含む、通常形態のモデルおよび標的線量を決定する手段と、
前記標的線量をサブサンプリングする手段であって、前記ビーム群の初期強度値を決定し、収束するまで、以下のステップ:
非常に小さな正の値0<ε<<1を各強度値に加算し、前記強度値がゼロよりも大きいことを保証する、加算するステップ、
強度値のベクトルに前記グラム行列を乗算し、積を求める、乗算するステップ、
要素毎に、前記積を除算し、標的線量形態にし、対応する比率を求める、除算するステップ、および
前記比率が、数値許容誤差内ですべて1に近いか否かを判断し、真の場合、前記ビーム群の前記強度値を出力し、そうではなく、偽の場合、次の繰り返しの前に、前記強度値に前記比率を乗算する、判断するステップ、
を繰り返す、サブサンプリングする手段と、
を備える、ビーム群により送達される放射線量を最適化する装置。 - 前記グラム行列の各要素は、ビーム対毎に、該ビーム対により送達される前記放射線量の内積を表す、請求項7に記載の装置。
- 可能な限り、前記グラム行列を分解して、外積にし、該外積の係数を前記ビーム群の前記強度値に直接適用する、分解する手段をさらに備える、請求項7に記載の装置。
- 矩形の部分領域内の線量値が欠けることに関して、前記比率の分母に、追加のペナルティを表す補助行列−ベクトル積を追加することにより、前記放射線量の誤差を前記標的線量の前記部分領域に縮小する手段をさらに備える、請求項7に記載の装置。
- 前記比率の分子に、ハード放射線制約を確保する潜在価格を表す補助行列−ベクトル積を追加することにより、ハード放射線制約を前記放射線量の任意の部分領域に対して課す手段をさらに備える、請求項7に記載の装置。
- 前記モデルを双対形態にし、該双対モデルにサブサンプリングステップを適用して、前記標的線量に対して規定される制約毎の潜在価格を計算する、双対形態にし、適用する手段をさらに備える、請求項7に記載の装置。
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