【摘 要】
:
射束角度优化极大程度上决定了固定野调强放疗的效果,但其一般被认为是一个非凸的NP难问题.本文将该问题转化为一个标准的二次规划问题进行高效求解.每个射野的最大出光强度被选作稀疏化指标,通过重赋权的L1最小化方法结合线性约束条件,实现射束角度稀疏化.该方案的有效性在一个数字模体和两个临床案例上进行了验证.最终得出结论:新的凸优化方法可以实现高效准确的放疗射束角度稀疏化,在治疗中更好地保护了危及器官.“,”Beam angle optimization ( BAO ) largely determines th
【机 构】
:
中国科学技术大学工程与应用物理系,安徽合肥230026
论文部分内容阅读
射束角度优化极大程度上决定了固定野调强放疗的效果,但其一般被认为是一个非凸的NP难问题.本文将该问题转化为一个标准的二次规划问题进行高效求解.每个射野的最大出光强度被选作稀疏化指标,通过重赋权的L1最小化方法结合线性约束条件,实现射束角度稀疏化.该方案的有效性在一个数字模体和两个临床案例上进行了验证.最终得出结论:新的凸优化方法可以实现高效准确的放疗射束角度稀疏化,在治疗中更好地保护了危及器官.“,”Beam angle optimization ( BAO ) largely determines the performance of the fixed-field intensity modulated radiation therapy (IMRT), and it is usually considered as non-convex optimization and a non-deterministic polynomial( NP) hard problem. In this work, BAO is reformulated into a highly efficient framework of standard quadratic optimization. The maximum of beamlet intensities for each incident field as the surrogate variable indicates whether one radiation field has been selected. By converting the function of maximum value in the objective into a set of linear constraints, the problem is solved as standard quadratic optimization via reweighting l1-norm scheme. The performance of the proposed BAO has been verified on a digital phantom and two patients. And the conclusion is drawn:the proposed convex optimization framework is able to find an optimal set of beam angles, leading to improved dose sparing on organs-at-risk ( OARs) in the fixed-field IMRT.
其他文献
时序动作定位因其广泛的实际应用成为重要且具有挑战性的方向.由于全监督定位方法需要大量的人力对长视频进行视频帧或视频片段级别的细腻标注,近些年来,弱监督学习受到了越来越多的关注.弱监督动作定位在训练阶段只需提供视频级别类别标签,即可定位出视频中动作的区间位置.然而,大多数现存的方法往往只对独立的视频片段进行分类损失约束,而忽略了这些视频片段之间的关系.本文提出一种新的关系感知网络实现了基于弱监督的行为时序定位.通过考虑对视频内和视频间的片段进行关系建模,从而学习出更加鲁棒的视频动作定位特征表示.具体来说,视
土地利用系统作为人类与自然界交互的关键载体,在区域可持续发展过程中占据重要地位.为分析其与联合国可持续发展目标(SDGs)的关联特征,解释其对SDGs的支撑能力,构建土地利用系统内涵解析框架,探索其对SDGs的支撑机制并构建可持续发展支撑力评价体系,以山东省为例进行实证分析.研究结果表明:(1)以土地利用系统为核心,在人地关系视角下解析其与社会、经济、生态系统的交互作用,分析其在人地耦合系统中的运行机制,揭示其与可持续发展的相关关系,可为确定土地利用系统可持续发展目标提供理论解析.(2)山东省土地利用系统
电催化N2还原反应(NRR)可以在温和的条件下利用可再生的电力将氮气和质子从电解质水溶液转化为氨,被认为是一种非常有前景的替代哈伯法合成氨技术.但是这项技术也面临巨大的挑战,因为N2分子中的N≡N键非常牢固,需要高活性的催化剂才能将其断裂.和过渡金属相比,主族s区金属在NRR中很少被研究.本文采用第一性原理计算的方法,发现氧掺杂的石墨烯锚定的镁单原子催化剂(Mg-O4)是一种高活性的NRR电催化剂.理论计算结果表明,N2分子能有效地被Mg-O4活化,并通过非解离交替机制被还原成NH3.此外,分子动力学模拟
通过固态13C CP/MAS NMR技术,成功地建立了一种新方法用于烟草果胶的定量分析研究.首先,将二甲基硅橡胶设计成5.5 mm外径的硅胶管用作强度参考,再装填到5.5 mm内径的二氧化锆转子内以制成NMR样品管.然后,对样品管中的果胶样品进行检测以获得相应的13 C CP/MAS NMR光谱,再利用波谱去卷积技术分别对171 ppm处的C-6峰进行处理,以此消除重叠峰的干扰.最后,用指定的C-6峰与强度参考峰的面积比为纵坐标,聚半乳糖醛酸(PGA)标准样品的质量为横坐标,以此来建立工作曲线.获得工作曲
管道嵌入式建筑围护结构作为一种重质热激活建筑系统(TABS),由于其管道内嵌于建筑围护结构内部,故目前在既有建筑改造中应用较少.本文提出了管道嵌入式相变复合墙体(PEPCW)的概念,其主要利用基于宏观封装的嵌管式相变板代替传统嵌管夹层,并将嵌管夹层移至承重层外侧,为解决既有建筑改造中应用这一技术提供了创新解决思路.本文利用经实验验证的数学模型评估了PEPCW的夏季热性能和节能潜力,结果表明,复合墙体内表面温度和热流可分别降低1.1℃和9.9 W·m-2.参数化模拟结果表明,管道间距相比相变夹层厚度对复合墙
当前,北京、深圳、武汉等城市纷纷提出多中心的发展思路.作为城市建设的一项重要举措,多中心战略必须符合可持续发展目标,然而多中心结构是否有助于提高能源效率亟待检验.利用2017年我国地级及以上城市数据,分别运用改进的社会网络法和超效率EBM模型测度城市多中心度与城市能源效率,实证检验多中心度对城市能源效率的影响.研究发现:城市多中心度与能源效率之间存在倒“U”形变动特征.然而,仅有约25%的样本城市的多中心度突破了拐点,且这些城市主要为大型城市或受地形约束的山地城市,表明对于大多数中小城市而言,多中心度的提
中国快速城镇化进程中农村空心化现象日益突出并成为制约乡村振兴发展的关键问题.采用文献荟萃分析方法,基于中国知网CNKI数据库,分析了中国空心村整治潜力时空格局及其影响因素,解析了空心村整治模式及其机制的地域差异特征.结果 显示:1996-2019年CNKI数据库空心村研究文献呈快速增长态势,空心村研究文献增加与全国农村常住人口减少呈显著正相关;空心村整治潜力等级呈现“北方高南方低”“平原地区高、丘陵山地区低”“传统农区高、城市群地区低”的总体分布特征;农村自然地理条件、常住人口减少幅度和人均占有耕地面积是
纳米纤维素是具有优异力学性能的可再生天然生物质材料,基于纳米纤维素的序构材料有望成为新一代高性能结构和功能材料并引领可持续发展.合理构建界面力学行为和材料微结构之间的非线性耦合关系是纳米纤维素序构材料强韧化设计研究的关键.本文综述了目前纳米纤维素序构材料界面力学行为和设计的研究进展.重点讨论了纳米纤维素的界面氢键行为、多尺度界面力学以及一些典型的界面和序构设计案例,总结并展望了下一步研究工作的重点方向,旨在从微纳米力学和多尺度力学的视角为设计和制备高性能纳米纤维素序构材料提供新思路.
自然资源资产负债表是一个具有中国特色的全新课题,其理论和实践均处于探索阶段.将生态足迹理论与自然资源资产核算有机结合,通过改进生态足迹模型参数、补充对价值量的核算、重新界定自然资源资产类型,构建了基于生态足迹的土地资源资产核算体系.以新疆为研究靶区,对其土地资源资产变化进行分析,结果表明:(1)改进后的新疆生态足迹模型参数存在年际波动,均衡因子多年平均值中水域(12.239)>湿地(10.161)>林地(3.352)>草地(0.990)>耕地(0.775)>荒漠(0.215),产量因子多年平均值中湿地(1
绿色增长是实现人地协调的一种可持续发展模式,对区域绿色发展和生态文明建设的推进具有重要作用.研究以陕西省为例,在系统梳理绿色增长内涵及特征的基础上,构建了绿色增长系统作用机制框架及评价指标体系,运用TOPSIS-灰色关联分析、泰尔指数等方法分析了2008-2017年城市绿色增长水平的时空演变特征及影响因素.结果 表明:(1)陕西省城市绿色增长水平总体呈现“上升—下降—上升”的“N”型波动上升变化过程.(2)空间分布上,城市绿色增长水平存在明显的区域差异,且有进一步扩大的趋势;空间演化上,地区内差异略呈下降