Fachbereich Mathematik - GSI

4.4 Ressourcen, Daten und Bemerkungen zur Optimierung
Da der Startvektor für das Konvergenzverhalten des Verfahrens von großer Bedeutung
ist, wird er nicht willkürlich gewählt. Bevor die eigentliche Optimierung
beginnt, ist in TRiP ein Voroptimierung implementiert, die einen geeigneten Startvektor
N0 generiert. Die Voroptimierung läuft als Einzelfeldoptimierung ab, wo die
Felder einzeln und unabhängig voneinander optimiert werden. Dabei werden OAR’s
nicht berücksichtigt. Mit dem aus der Voroptimierung resultierendem Startvektor
N0 kann bereits eine gute Dosisverteilung im Targetvolumen erzeugt werden, jedoch
eine hohe Dosis in den OAR’s. Die Voroptimierung dauert in der Regel weniger als
eine Minute. Details zur Voroptimierung finden sich in [G + 08, K + 00].
4.4 Ressourcen, Daten und Bemerkungen zur
Optimierung
4.4.1 Verwendete Rechnerarchitektur
Alle Berechnungen wurden mit einem IBM PS701 Blade Server Rechner auf einem
3GHz Power7 Prozessor ausgeführt.
4.4.2 Verwendeter Patientenplan
Als Referenz für die Minimierungsergebnisse der χ 2 -Funktion wird der Patientenplan
#135 verwendet. Eine bearbeitete CT-Scheibe dieses Patientenplans ist in Abbildung
2.1 zu sehen. Neben dem Tumor (Targetvolumen) wird als OAR lediglich
der Hirnstamm betrachtet. Dies ist ein vereinfachter Patientenplan, da bei der Bestrahlungsplanung
oft mehrere OAR’s betrachtet werden müssen. Die Hinzunahme
weiterer OAR’s ändert jedoch nicht die mathematische Struktur der Zielfunktion.
Die vorgeschriebene Dosis D i pre wird in jedem Target-Voxel i auf 3Gy (RBW) gesetzt.
Die maximale Dosisgrenze D i max wird für jedes OAR-Voxel i auf 1.5Gy (RBW)
gesetzt. Dies sind typische Werte für einzelne Fraktionen in der Therapie. Minimierungsergebnisse
in anderen Patientenplänen mit diesen Einstellungen sind alle ähnlich.
Es folgen noch einige Daten zum hier verwendeten Patientenplan #135:
Anzahl der Voxel im Targetvolumen : 19200
Anzahl der Voxel im OAR-Volumen : 4400
Anzahl der Rasterpunkte : 19600
Anzahl der Bestrahlungsfelder : 2
Speicher für die Dosis-Korrelations-Matrix : 440MB
Bemerkung: Die Anzahl der Rasterpunkte in einem Patientenplan ist zugleich die
Dimension des Optimierungsproblems p. Bei p = 19600, wie im oberen Beispiel,
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