一种考虑扫描速度变化的主动扫描方式质子放疗路径优化方法

摘要

本发明公开了一种考虑扫描速度变化的主动扫描方式质子放疗路径优化方法，根据扫描点不同位置下扫描速度的不同，建立扫描速度可变的旅行商问题模型，使用全局优化算法遗传算法求解扫描时间最短的扫描路径。该方法由于引入扫描速度概念，能够精确的模拟真实场景，贴近工程实际应用，从而使得所求的扫描路径在扫描速度不同情况下是扫描时间最短的扫描路径。

主权项

一种考虑扫描速度变化的主动扫描方式质子放疗路径优化方法，其特征在实现步骤如下：(1)扫描速度可变的旅行商问题模型建立：将扫描速度可变下求解最短扫描时间的扫描路径问题转化为旅行商问题模型，求解一个具有最短扫描时间的扫描路径；其中，根据加速器硬件得到不同扫描位置下的扫描速度，计算两个扫描位置点间的路径的平均扫描速度，根据平均扫描速度和扫描位置点间路径长度计算扫描时间；旅行商问题模型中的旅行代价等于扫描时间，计算旅行总时间代价，建立旅行商问题模型；(2)扫描路径计算：使用全局优化算法遗传优化算法，基于步骤(1)产生的旅行商问题模型，使用旅行总时间代价计算路径的适应度，初始化群体并历经遗传选择、变异、交叉方式，求解扫描时间最短的扫描路径；(3)结果输出：全局优化计算遗传算法结束计算后，选取扫描时间最短的旅行路线，计算并输出扫描时间和扫描路径。