一種降低基于DMPO的IMRT規劃中的局部熱/冷點的方法與流程

本發明涉及用于借助于輻射分配器調節要暴露于輻射的對象中的劑量分布的第一規范的方法，涉及用于借助于輻射分配器調節要暴露于輻射的對象中的劑量分布的第一規范的裝置，涉及計算機程序產品，并且涉及計算機可讀介質。
背景技術：
：癌癥仍然是人類的災難之一，并且輻射治療是與之相抗擊的主要手段之一。在輻射治療中，使用高能量處置輻射射束來破壞癌變的組織，同時節省健康的組織。被稱為強度調制放射治療(imrt)的特定類型的輻射治療規劃允許在空間上調制處置射束，從而不僅在形狀上，而且在根據處置計劃的規定劑量要求方面精確地順應。基于定義多個劑量目標或劑量體積目標的目標函數使用數值優化來計算處置計劃。盡管計劃可能在全局范圍內符合這些目標，但仍然可能存在局部缺陷。例如，癌變區域的一些部分可能接收超過所需的劑量或可能接收小于所需的劑量。盡管有系統來“微調”現有的處置計劃(參見例如ccotrutz和lxing，“fmrtdoseshapingwithregionallyvariablepenaltyscheme”，med.phys.2003；30544-51)，但是這些有時不容易操作。鑒于移除這種局部缺陷對當前處置計劃的射束布置或目標函數參數進行的任何修改都可能導致劑量分布的巨大變化。特別地，變化的幅度和類型超出了用戶的直接影響，并且可能導致若干手動回溯步驟。技術實現要素：因此，本領域可能需要一種用于調節輻射處置計劃的備選方法。本發明的目的通過獨立權利要求的主題來解決，其中，進一步的實施例被并入從屬權利要求中。應當注意，本發明的以下描述的方面同樣適用于借助于輻射分配器調節要暴露于輻射的對象中的劑量分布的第一規范的裝置，適用于計算機程序產品，并且適用于計算機可讀介質。根據本發明的第一方面，提供了一種借助于輻射分配器調節要暴露于輻射的對象中的劑量分布的第一規范的方法，所述規范是基于第一目標函數計算的，所述目標函數依據針對所述輻射分配器的機器設置來定義對象中的至少一個相應位置的劑量要求，所述方法包括以下步驟：基于所述第一規范來識別相對于閾值不滿足依據所述第一目標函數的相應劑量要求的至少一個位置；接收針對所識別的至少一個位置的新劑量要求；基于兩個目標函數來計算第二規范，所述兩個目標函數包括所述第一目標函數和由所述第一目標函數形成的第二擴展的目標函數，其中，除了所述新劑量要求之外，所述擴展的目標函數包括依據所述第一目標函數的所述劑量要求中的至少一個。根據一個實施例，所述方法包括將所述機器設置分類到兩個組中，即分類到關鍵組和非關鍵組中，其中，能夠與至少一個識別的對象位置相關聯的機器設置被分類到所述關鍵組中，而如果滿足依據所述第一目標函數的所述相應劑量要求，則能夠與所述對象位置或不同對象位置相關聯的機器設置被分類到所述非關鍵組中。根據一個實施例，在非關鍵組中存在比在關鍵組中存在的更多的機器設置。根據一個實施例，第一目標函數被限制于機器設置的非關鍵組，并且其中，第二目標函數被限制于機器設置的關鍵組。根據一個實施例，第二目標函數包括至少一個用戶可調節權重因子，以對第一目標函數對第二目標函數的貢獻進行加權。根據一個實施例，該權重因子是用戶可調節的。根據一個實施例，該方法包括在顯示設備上顯示第一和/或第二目標函數的相應的值。目標函數的顯示和第一目標函數對第二目標函數的貢獻的加權(及其調節)兩者提供了經調節的計劃的計算的用戶控制。術語機器設置也可以指分段的某些屬性(即，多葉準直器中的特定葉配置，但本文也設想其它調制器設備)。分段的屬性包括以下各項的任何一項或組合：形狀、尺寸、mu(監測器單元)等。機器設置還包括要根據規范(本文中也稱為“處置計劃”或簡稱“計劃”)使用的不同的這種分段的數量，并且在一個實施例中，“機器設置”僅指所述數量，即要使用的分段(來自整個分段的總集合)的數量。在本文中也被稱為“處置計劃”的規范允許控制輻射分配器的操作，其中，該規范依據輻射分配器的多個機器設置來定義要在要處置的對象上沉積的劑量分布。然后可以使用機器設置來控制所述分配器的調制器設備(例如多葉準直器)，以如此影響處置射束的空間強度調制，并且從而實現劑量要求所需的空間強度概況。所提出的方法特別適用于dmpo(直接機器參數優化)。所提出的方法允許在用戶能夠關于所有全局指標與dvh(劑量-體積直方圖)的平衡創建“幾乎”可接受的處置計劃但是其受3d劑量分布的局部不足時解決這種情況。尤其是當患者體積中存在劑量或者太高(熱點)或者太低(冷點)的區域時。這種幾乎可接受的計劃應該在局部得到改進，而不會失去其整體特性。具體地，應該保留關鍵結構節省和目標一致性與整體3d劑量分布之間的先前建立的權衡。在這一點上，用戶面臨關于該計劃應該被允許變化多少以便校正所識別的局部缺陷的權衡情況。所提出的基于dmpo的imrt規劃允許創建局部改進的計劃，同時保留關鍵結構節省和目標一致性之間的先前建立的權衡。另外，與基于dmpo的imrt的現有方案(諸如上面參考的cotrutz論文)不同，所提出的方法適用于單標準(即使用一個目標函數)以及多標準(使用兩個或更多個目標函數)優化。所提出的方法允許用戶將所得到的局部缺陷直接與機器參數(例如，分段)相關。這得到用于臨床放射治療用途的更直觀且易于實施的算法。此外，所提出的方法允許在優化期間不違反(或僅稍微違反)其他約束的情況下嚴格約束新的roi(局部缺陷)。本文所使用的術語“優化”是指搜索機器設置的解空間以改進(最小化或最大化)目標函數的數值算法。這并不一定意味著最終結果(即新的處置計劃，特別是機器設置(如分段的數量和/或其屬性))在全局意義上是“最佳的”或“最優的”。總之，優化器可能會朝向局部最小值(或最大值，視情況而定)，而不是全局最小值(或最大值)收斂，或者如果在預定義的迭代次數之后沒有變化到預定義的最低有效位數，則在固定迭代次數之后中止優化。附圖說明現在將參考以下附圖描述本發明的示例性實施例，其中：圖1示出了輻射遞送的布置；圖2示出了用于調節輻射處置計劃的流程圖；圖3是根據圖2的方法的方面的圖形表示。具體實施方式參考圖1，示出了用于在輻射治療中分配或遞送輻射的布置。輻射治療的主要目標是殺死動物或人類患者pat中的癌組織roi。更具體地，其目的是盡可能多地殺死癌組織，同時盡可能多地排除圍繞癌組織的健康組織。高能x射線處置射束xb跨癌組織roi輻照，優選地從多個不同角度輻照。通過使用線性加速器系統(本文稱為“linac”)實現輻射治療。linac系統要被用于imrt。linac包括可旋轉機架gt。該機架可圍繞處置區域并圍繞一個或多個軸線旋轉。在圖1中示出僅一個旋轉軸(參見圓弧形箭頭)，但這僅僅是為了說明的目的，并且決不會為限制，因為linac可能包括多于一個旋轉軸。在處置區域中，要處置的患者pat被置于處置床c上。linac的操作的總體控制來自通信地耦合到linac系統的電子設備的操作控制臺oc或工作站。操作控制臺oc還可以包括控制監測器mt。可旋轉機架包括處置頭th。在一個實施例中，linac還包括電子槍eg、磁控管mg和波導wg。波導wg從電子槍朝向鎢靶tt引導。在操作中，電子槍eg將電子流注入到波導wg中。當微波行進通過波導時，由磁控管mg生成的微波使電子加速。經加速的電子撞擊在鎢靶tt上。這種撞擊導致形成高能x射線射束。該初級x射線射束可以被布置在處置頭中的初級準直器pc準直，以減少散射。上面概述的linac的部件僅用于說明性目的，而不是限制性的。特別地，本文同樣設想了其他linac設計。然后，如此預準直的處置射束穿過布置在處置頭th中的初級準直器之后的多葉準直器mlc。然后經多葉準直的處置射束xb射出處置頭th，行進穿過處置區域，并且然后投射通過患者pat，并且尤其是通過感興趣區域roi，以理想地破壞所有的癌組織。多葉準直器mlc的一個功能是提供處置射束的橫截面的整形，使得橫截面至少大致符合roi的幾何結構。用于imrt目的的mlc的另一個更重要的功能是將葉片lf定位在射束中來形成多個開口，以局部地修改射束的部分，從而如此影響針對imrt的期望輻射強度調制。圖1的插圖a)提供了沿著投影方向z(即沿著射束xb的垂直方向(插圖a中)，投影方向z延伸到紙張平面內)在多葉準直器mlc上的視圖。如可以看出的，多葉準直器mlc由高度輻射不透明的細長結構(即葉片或槳葉lf)的多個相對的對形成。相對的葉片可以通過合適的致動器彼此獨立地移動。可以在相對的葉片對之間的射束的橫截面內的任何地方形成一個或多個開口。由于葉片是可獨立可移動的，并且通過采用每個葉片足夠薄(約5mm)的足夠數量的葉片對(有時為30個或更多–但是這絕不是限制性的)，可以形成復雜的開口模式。在一個實施例中，mlc還包括多個專用射束阻擋單元(有時稱為“鉗口(jaws)”)，通過這些專用射束阻擋單元實現整體射束整形。例如，mlc可以具有一組n個葉片以及例如多個鉗口(例如四個，但是這僅是為了說明而絕不是限制)。鉗口相對于射束在北、南、西、東方向上被布置在相對的對中。針對每個射束方向(即對于給定的處置頭位置)，鉗口的位置從每一側按照所述方向盡可能接近roi的輪廓對準。這定義了一個減小的(例如但不一定是方形的)區，也被稱為“活動區”，其被保持打開。然后可以將該區內的結構(如roi)暴露于射束輻照。活動區之外(即在鉗口“后面”)的結構不會被輻照。這減少(或者甚至可能取消)不想要的額外劑量給處于危險中的周圍器官。mlc葉片lf的特定空間配置在本文中可以被稱為“分段”。構成分段的葉片位置形成孔洞(即，由mlc葉片保持打開的多于一個孔或間隙)，其在本文中可以被稱為給定分段的“形狀”。給定分段的“尺寸”是孔洞多大的面積量度(平方厘米或平方毫米的量級)。分段也可以借助于監測單位(mu)來描述。這是指示通過該分段的輻射遞送的持續時間的參數。簡而言之，分段可以由以下屬性定義：形狀、尺寸和mu。迄今為止描述的輻射分配布置100的部件可以被理解為可以分配輻射的“硬件”。要如何控制mlc由控制命令處理的一組控制命令定義。然后，控制命令被轉發到輻射遞送控制器rdc，輻射遞送控制器rdc然后將對應的較低水平位置命令傳送到mlc以實現射束的強度調制。rdc控制器也可以負責激活射束xb并且將處置頭th沿著相對于roi的所需方向定位。更具體地，控制命令是從一組機器設置導出的，其包括執行要用于給定患者的imrt的特定多個分段的x射線管控制命令。imrt利用mlc將輻射射束xb整形為每射束角度的多個“子射束”，從而創建不同強度的注量圖。在遞送后，這些經注量調制的子射束在三維中求和以創建高度符合的劑量分布。與以前的輻射遞送技術相比，imrt以所需劑量或規定劑量向具有更不規則形狀的腫瘤靶roi提供更準確的輻射遞送，同時避免附近的正常組織和器官處于危險中(oar)。針對imrt的處置規劃涉及制定適當分段的規范(“處置計劃”)，當該規范實現時，允許實現跨roi的所需劑量分布。“反向”處置規劃涉及“目標函數”(of)的數值優化。處置目標(例如，患者體內每個位置的劑量要求，其可依據諸如ct或mri等的適當詳細的roi圖像定義到體素水平)由用戶以數字形式提供為“約束”，然后將這些用于優化目標函數以最終達到適當的機器參數(尤其是分段)，以根據目標函數遞送最佳處置。目標函數以數字格式總結了所有臨床目標。更具體地，目標函數用于測量當前劑量分布與期望劑量分布的差異有多大。通常，使用注量圖優化(fmo)來確定這些分段。fmo方法不同于針對建議的布置所基于的imrt的dmpo“直接機器參數優化”方法。在fmo中，實踐是定義針對腫瘤和正常組織的劑量約束，在此基礎上計算“最優”注量。然后使用由也被稱為“葉序列”的“轉換程序”計算的有序mlc形狀序列間接遞送優化的注量。fmo的主要限制是，這種方法沒有考慮到由mlc本身施加的遞送約束。換句話說，fmo通過其必要的葉序列后處理可以產生通常需要大量分段和監測單元(mu)的葉序列。與fmo方法相對，在基于dmpo的fmrt中，一旦用戶定義了劑量約束，就不需要經由注量圖進行“繞行”，而是依據機器設置(特別是分段和要使用的分段數)將潛在的優化問題公式化，以如此直接解釋要使用的特定mlc的機械約束和遞送約束。這里的機器參數包括分段形狀和權重(mu)。dpmo-imrt方法顯著減少了分段和監測單元(mu)的數量，同時能夠匹配常規基于fmo的fmrt計劃的質量。在dpmo-imrt優化中使用的目標函數測量跨所有roi位置的全局最優。換句話說，盡管計算出的處置計劃是全局最優的，但是在某些位置處可能仍然存在局部缺陷，在這些位置中不滿足個體劑量要求，但是由of測量時這些缺陷跨所有roi位置被“抵消”。能觀察到這些缺陷的位置可以被適當地稱為“冷點”或“熱點”(或統稱為“缺陷點”)。一般來說，熱點是組織體積(依據roi圖像)，其在給定的計劃tp下將根據適用的約束接收大于規定劑量的劑量，而冷點是接收小于規定劑量的劑量的那些位置。目前，對于大多數腫瘤類型，沒有關于這些點的幅度和體積的普遍接受的共識。在某些情況下，例如h&n(頭頸部)，建議95％的ptv(患者體積)應該接收規定的劑量，在這種情況下，接收大于規定劑量的110％的劑量的劑量點可以被視為熱點。同樣地，接收小于規定劑量的93％的劑量的劑量點可以被視為冷點。在這兩種情況下，位置非常重要。然而，這些因數通常不適用于所有情況，并且可能需要使用其他閾值。另外，在術語或尺寸中，體積超過ptv體積的15％和ptv外的正常組織的2-5％的熱點是至關重要的。類似地，體積超過ptv體積的2-5％的冷點可以被認為在h&n中是關鍵的。將理解，這些因數僅僅是示例性的，絕不是限制性的。為了根據現有計劃tp來解決熱點和/或冷點的出現，本文提出的布置包括處置計劃調節模塊tpa。處置計劃調節模塊tpa可以作為模塊在操作者控制臺或相關的規劃工作站上運行。下面將在圖2和圖3中更詳細地解釋處置計劃調節模塊tpa的操作。廣泛地，處置計劃調節模塊tpa被配置為讀取現有處置計劃tp并將其處理成新的經更新處置計劃tp_新，其中，具有與其相關聯的較少的冷點和/或熱點或至少減少了這些缺陷點的關鍵性。現在更詳細地轉到處置計劃調節器tpa，這在圖1的插圖b)中示意性地示出。處置計劃調節器tpa包括計劃輸入端口in、劑量信息輸入端口d-in和計劃輸出端口out。處置計劃調節器tpa還包括位置標識符li和計劃重新調節器模塊prm。廣義地，計劃調節器的操作如下：初始地，基于dmpo的imrt優化在第一周期中運行，具有用戶指定的臨床目標和遞送約束的初始集合。該初始計劃tp是在輸入端口in處接收的。讓我們假設該初始計劃在如由第一目標函數f1所測量的所有全局目標的平衡方面都是“幾乎”可接受的，但該計劃確實受局部缺陷影響，例如至少一個熱點和/或至少一個冷點。然后，位置標識符li識別這些局部劑量缺陷(即，熱點和/或冷點)。劑量分布的局部缺陷被勾畫為患者模型中的新roi，例如與稍后要用于實際劑量遞送的linac幾何結構適當配準的mri、ct或其他體積圖像。在熱點/冷點的情況下，這些勾畫可以是自動的或者可以基于用戶定義的閾值。如上面提及的，沒有適用于所有情況的普遍認可的閾值信息用于定義何時將缺陷認為是熱點或冷點。上面已經概述了用于h&n情況的百分比閾值的一個集合。冷點/熱點閾值信息對于每種癌癥情況通常是不同的，并且最終是經驗性的，本文假定該冷點/熱點閾值信息可用于手頭的情況。上述與roi中的位置相關的自動識別還可以適用于識別不符合臨床目標的(亞)oar(風險中的器官)。在冷點/熱點識別之后，然后要求用戶經由適當的文本或圖形用戶輸入單元來指定劑量或劑量體積限制以及這些新roi中的每個的懲罰(重要性權重)。這些新的劑量要求由劑量信息輸入端口d-in接收。為了在此任務中更好地支持用戶，可以基于新roi關于目標函數的靈敏度量度由系統自動計算劑量或劑量體積目標的初始集合。在vaitheeswaran,r.,narayanan,v.s.,bhangle,j.,&nirhali,a.,"tu-a-bra-05:analgorithmforautomateddeterminationofevirtobjectivefunctionparameters,"medicalphysics,37(6),3369-3369,2010中描述了一種這樣的方法。然后定義新的增強或擴展的目標函數以形成目標函數系統。該函數系統包括原始的“主”目標函數f1和新的目標函數f2。f1不包括在劑量定義輸入端口d-in處接收的新roi的目標，而是僅包括來自第一周期的舊目標/要求，而除了來自第一周期的舊目標/要求之外，f2確實包括新roi的目標/要求。該目標函數系統f1、f2的定義可以通過目標函數定義工具(未示出)自動完成，或者可以由用戶輸入。分類器模塊cl進行操作以在要由輸入計劃要使用的所有分段的集合上定義分段組分類。對新roi(熱點和冷點)有顯著貢獻的分段被識別并分類在“關鍵分段組(csg)”下。其余分段被分類在“正常分段組(nsg)”下。作為第一優化周期的結果獲得的分段及其屬性(權重和形狀)被直接用作以下第二優化周期的起始點(初始條件)。然后計劃重新調節器模塊操作為在第二周期中執行基于dmpo的imrt優化。dmpo優化的該第二周期現在同時調用f1和f2用于優化。在該第二優化周期中，將使用f1作為目標函數來優化“nsg分段”的權重和形狀，而使用f2作為目標函數來優化“csg分段”的權重和形狀。在第二周期結束時，新計劃tp_新被輸出。然后，用戶具有以下選項：保留在第二周期中計算的一些或全部新機器參數，或者基于先前的f1值保持舊機器參數。初始計劃tp可以由任何計劃優化器機器來計算，或者實際上可以由所提出的ips計算，在這種情況下，初始條件直接傳給現在使用“基礎”目標函數f1而不是目標函數系統f1、f2的兩個重新調節器prm。參考圖2的流程圖，現在將更詳細地解釋處置計劃重新調節器tpa的操作下面的方法。在初步步驟s205處，基于第一目標函數f1執行dmp優化的第一周期。該第一周期優化是用臨床目標和遞送約束的初始集合執行的。此處，必要條件是得到在所有全局目標的平衡方面幾乎可接受的計劃。假設該計劃受局部缺陷影響，因為它會導致熱點和/或冷點出現。在步驟s210處，這些局部缺陷中的一些或全部例如經由作為一個或多個roi的勾畫來識別。在步驟s220處，然后定義針對新roi的劑量約束以及懲罰。在步驟s230中，形成雙目標函數(即，兩個目標函數的系統)。該雙目標函數包括步驟s205的“主”函數f1和增強或擴展的目標函數f2。f1不包括新roi(局部缺陷)的目標，而f2除了舊目標之外確實包括新roi的目標。由于其包括舊目標和新目標兩者，因此f2被配置為協商全局權衡。根據一個實施例，雙目標函數系統依據下面的方程(1)、(2)(或其數學等價物)：f1＝∑nwn*(dn–pn)2(1)f2＝α*f1+β*∑mwm*(dm–pm)2(2)在等式(1)、(2)中：pn是每體素n的規定劑量，而dn是在點n處計算的劑量；wn是分配給特定器官或組織內的體素的權重；pm是新roi中的每個體素m的規定劑量，而dm是在點m處計算的劑量；并且wm是分配給新roi(局部缺陷)內的體素的權重。如能夠看到的，增強函數f2在一個實施例中是兩個函數要素(即f1和被繪制為針對新roi的劑量定義的函數要素(方程(2)中右側的總和))的線性組合的總體狹窄。盡管相對于體素坐標來繪制等式，但并不是針對所有實施例都是如此必要。例如，在一個實施例中，粗略化方法可能是有益的，其中體素集合被折疊成“塊”，并且優化不是在體素的水平上定義，而是在這些體素塊的水平上定義。在方程(2)中，α和β是加權因子。通過以適當的比率設置這些因子(例如約1/4，但這僅是示例性的，確切的比例是經驗問題)，用戶可以控制f1對f2的效應之間的平衡，以便在一方面或多或少地維持所建立的權衡(按照f1和α)，以及依據在第二優化周期中試圖克服局部缺陷的每個f2的偏執(可由β調節)。在步驟s240中，執行分段組分類。按照輸入計劃tp對新roi產生重大貢獻的分段(熱點和冷點)被歸類在“關鍵分段組(csg)”下。其余分段被歸類在“正常分段組(nsg)”下。讓我們假設存在從第一優化周期產生的n個分段。現在進行了“關鍵性分析”，其中，識別了對新roi(局部熱點和冷點)產生顯著貢獻的那些分段。這可以通過測量給定分段對roi內的體素的貢獻百分比來完成。還將執行基于對roi體素的貢獻百分比的分段的優先順序，以獲得csg分段的“方便”的數量。令n為從第一優化周期產生的分段的總數，nl為在nsg下分類的分段的數量，n2為在csg下分類的分段的數量，使得：n＝n1+n2,其中，n2<nl(3)下表總結了f1、f2對兩個組nsg和csg的角色：分段組分段的數量在優化期間處理的問題調用的目標函數nsgn1總體權衡(全局)f1csgn2全局+局部f2圖3是分段分組和針對分段組的目標函數的分配的圖示。熱點和/或冷點(一個被示出為黑點)的位置依據合適的患者模型pm，例如ct圖像或其他合適的體積圖像。接收正確劑量的位置在pm中顯示為陰影。所涉及的分段被顯示為子射束眼視圖(bev)圖像。f1考慮全局(優化)問題(gp)，而擴展的目標函數f2考慮全局(gp)和局部(lp)優化問題。csg中的分段按照bev示出為陰影，依據nsg的分段被示出為干凈。可以通過運行光線跟蹤算法來建立pm中的位置與貢獻分段之間的關聯。已經在例如mdegreefetal,"acceleratedraytracingforradiotherapydosecalculationsonagpu",medicalphysics36,4095(2009)或者cfoxetal"fastvoxelandpolygonray-tracingalgorithmsinintensitymodulatedradiationtherapytreatmentplanning",medicalphysics33,1364(2006)中描述了這樣的射線跟蹤算法。在步驟s250中，根據方程(1)和(2)基于目標函數系統來執行第二優化周期。從第一優化周期得到的分段及其屬性(尺寸、形狀和權重)被直接用作第二優化周期的起點(初始條件)。第二周期被啟動，其同時使用f1和f2進行優化。在該優化周期中，將使用f1來優化“nsg分段”的尺寸、形狀和權重；將使用f2來優化“csg分段”的尺寸、形狀和權重。該第二優化運行允許所有(n個)分段“考慮”全局權衡問題，而較少數量的分段(n2)除了全局權衡問題之外還要“考慮”局部缺陷。以此方式，可以在第二優化周期期間保留從第一優化周期獲得的一些、大多數或者甚至全部的初始條件。此外，基于雙目標函數(1)、(2)(其也可以被認為是在分段的空間上優化的目標函數劃分，同樣地劃分為nsg和csg)來運行優化允許用戶控制允許給定的nsg段在第二周期期間相對于其依據第一優化周期的屬性在分段尺寸、形狀和權重方面改變的量(可測量為比率或百分比)。最終，第二優化周期已經被觀察到在大部分(如果不是全部)情況下得到局部改進的計劃，其也保留了一個方面的關鍵結構節省與另一方面的目標一致性之間的先前建立的權衡。依據方程(3)，由于僅“高度影響”cgs分段的相對小(具有n2個元素)子集被分配為“消除”局部缺陷，可以關于新的roi指定嚴格約束，并且仍然避免擾亂先前在第一優化周期中建立的權衡。已經觀察到大約1/4的量級的n2/n1的比率得到計劃的改進，但是其他比例在其他情況下可能也適用并且在本文中被設想。此外，包括在目標函數f2中的加權因子α和β將允許用戶控制在第二優化周期中維持(從先前的第一周期)建立的權衡與消除局部缺陷之間的平衡。這為用戶處理本地缺陷以及將計劃調節器配置和定制到手頭任務的細節提供一個或更多個方便等級。兩個目標函數f1、f2的加權因子是用戶可調節的，并且在一個實施例中，該系統在第二優化周期開始時或在執行第二周期優化期間包括α和/或β的基于文本或圖形的輸入。在第二優化周期結束時，用戶可以通過查看fl的當前值來驗證已經建立的全球權衡是否已經被損害。然后用戶可以基于f1、f2和其他計劃質量指標的當前值自由地保持當前的機器參數或檢索初始機器參數。該系統還可以包括可視化器工具vis，以在步驟s260中在運行第二周期優化期間在屏幕mt上的一個觀察口或兩個專用觀察口上顯示f1和/或f2的相應的值。這允許用戶更好地跟隨優化的過程。在一個實施例中，可視化器工具vis可以被配置為在步驟處顯示在它們各自的組(nsg和csg)下的分段，或者可以被配置為顯示其中分段和其組之間的關聯被可視化的“分段圖”。在一個實施例中，兩個nsg分段和csg分段中的分段屬性的改變在優化運行期間同時顯示在相應的專用用戶界面中。在一個實施例中，可視化器工具vis可以被配置為在觀察口中可視化給定分段關于可檢測到的局部缺陷(熱點或冷點)的關鍵性。關鍵性可以如上所述以百分比項來測量，其指示所述分段對控制所述冷點或熱點處的輻射沉積的貢獻的量。在顯示步驟s260處，設想依據可視化器工具vis的上述顯示實施例的任何組合(部分或全部)。總之，所提出的方法被配置為在關鍵結構節省和目標一致性(全局問題)之間維持總體權衡，同時能夠移除局部劑量缺陷。一旦局部缺陷在第一優化周期后被識別，整個問題如前所述被分裂為兩部分。類似地，兩個分段組被識別。我們的方法的新穎之處在于，在第二優化周期期間，使得這兩個不同的分段組調用兩個不同的目標函數(f1和f2)。在此過程中，分配更多數量的分段來查看整體權衡(不包括局部缺陷)，而除了總體權衡之外，還分配了少量n2個“高度影響”分段來考慮局部缺陷。換句話說，在第二周期中，很少的分段獲得額外的分配。然后，本文提出了在第二優化周期期間保留從第一周期獲得的大部分初始條件。基本上，解決局部問題所需要的分段數量在這種方法中是預定的。以此方式，確保了第二周期不會對現有的計劃質量產生巨大的干擾，同時能夠糾正局部缺陷。盡管一些nsg段在第二優化周期期間也將經歷改變(即，它們的一個或多個屬性被改變)。然而，由于目標函數的劃分，nsg段的屬性的變化幅度預期是最小的。另外，要注意的是，第二循環是優化分段尺寸、形狀和權重的完整優化。所提出的方法具有以下優點：提供了一種新的方法來在建立的權衡和局部劑量缺陷之間平衡，“權衡”是在目標覆蓋率與正常組織節省之間的首次優化中實現的平衡。包括在目標函數擴展的目標函數中的加權因子α和β允許用戶主動確定處理局部缺陷的方式。該方法允許嚴格約束新的roi而不違反優化期間的其他約束。另一個獨特的優點是，該方法提供了優化過程的一定程度的體素特異性，而不需要進行完整的基于體素的優化。該方法可以用于在自動計劃環境中受益，并且可以提高所述自動計劃環境的效率。在本發明的另一示范性實施例中，提供了一種計算機程序或一種計算機程序單元，其特征在于適于在適當的系統上運行根據前面的實施例之一所述的方法的方法步驟。因此，所述計算機程序單元可以被存儲在計算機單元上，所述計算機單元也可以是本發明的實施例的部分。該計算單元可以適于執行以上描述的方法的步驟或誘發以上描述的方法的步驟的執行。此外，其可以適于操作以上描述的裝置的部件。所述計算單元能夠適于自動地操作和/或運行用戶的命令。計算機程序可以被加載到數據處理器的工作存儲器中。所述數據處理器由此可以被裝備為執行本發明的方法。本發明的該示范性實施例涵蓋從一開始就使用本發明的計算機程序或借助于更新將現有程序轉變為使用本發明的程序的計算機程序兩者。更進一步地，所述計算機程序單元能夠提供實現如以上所描述的方法的示范性實施例的流程的所有必需步驟。根據本發明的另一示范性實施例，提出了一種計算機可讀介質，例如cd-rom，其中，所述計算機可讀介質具有存儲在所述計算機可讀介質上的計算機程序單元，其中，所述計算機程序單元由前面部分描述。計算機程序可以存儲和/或分布在與其他硬件一起提供或作為其他硬件的部分提供的諸如光學存儲介質或固態介質的適當的介質上，但是計算機程序也可以以其他的形式分布，例如經由因特網或其他有線或無線的遠程電信系統分布。然而，所述計算機程序也可以存在于諸如萬維網的網絡上并能夠從這樣的網絡中下載到數據處理器的工作存儲器中。根據本發明的另一示范性實施例，提供了一種用于使得計算機程序單元能夠被下載的介質，其中，所述計算機程序單元被布置為執行根據本發明的之前描述的實施例之一所述的方法。必須指出，本發明的實施例參考不同主題加以描述。具體而言，一些實施例參考方法類型的權利要求加以描述，而其他實施例參考設備類型的權利要求加以描述。然而，本領域技術人員將從以上和下面的描述中了解到，除非另行指出，除了屬于一種類型的主題的特征的任何組合之外，涉及不同主題的特征之間的任何組合也被認為由本申請公開。然而，所有特征能夠被組合以提供超過特征的簡單加和的協同效應。盡管已經在附圖和前面的描述中詳細說明和描述了本發明，但這樣的說明和描述被認為是說明性或示范性的而非限制性的。本發明不限于所公開的實施例。通過研究附圖、說明書和從屬權利要求，本領域的技術人員在實踐請求保護的本發明時能夠理解和實現所公開的實施例的其他變型。在權利要求中，詞語“包括”不排除其他單元或步驟，并且，詞語“一”或“一個”并不排除多個。單個處理器或其他單元可以履行權利要求書中記載的若干項目的功能。盡管在互不相同的從屬權利要求中記載了特定措施，但是這并不指示不能有利地使用這些措施的組合。權利要求中的任何附圖標記不應被解釋為對范圍的限制。當前第1頁12