调强放射治疗计划的自动多目标优化方法研究

发布时间：2020-12-19 13:16

　　放射治疗是恶性肿瘤治疗三大手段之一,约有70%的患者在病程的不同时期需要接受不同程度的放射治疗,所以推动放射治疗技术的发展,提高放射治疗的治疗效果具有非常重大的意义。目前临床上运用最广泛的放射治疗方式是调强放射治疗,调强放射治疗采用逆向计划设计,能在保证靶区覆盖率和剂量均匀性的前提下,有效的降低周围正常组织、危及器官的受照剂量,提高放射治疗的治疗效果。调强放射治疗中,计划的质量是影响恶性肿瘤患者治疗效果的重要因素。即使是单个患者的计划优化,都要同时优化多个目标（剂量约束）,同时靶区的剂量约束与周围正常组织、危及器官的剂量约束间往往相互矛盾,且这些剂量约束的理想值在计划设计前是未知的,要达到最佳疗效,必须在这些剂量约束间寻找最优权衡。临床上,放疗物理师/剂量师采用试错（try-and-error）方式优化计划,计划质量主要取决放疗物理师/剂量师用于试错花费的时间、精力和计划设计经验的丰富程度,造成计划质量差异大、计划设计效率低的问题。本文在系统分析了计划设计过程中造成计划质量差异大、计划设计效率低的原因,为了保障计划质量、提高计划设计效率,做了以下的工作:第一,针对调强放射治疗计划优化的... 

【文章来源】：南方医科大学广东省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 放射治疗的背景
    1.2 放射治疗技术的发展
        1.2.1 常规放射治疗
        1.2.2 三维适形放射治疗
        1.2.3 调强放射治疗
        1.2.4 图像引导放射治疗
        1.2.5 自适应放射治疗
    1.3 调强放射治疗的计划设计过程
    1.4 课题意义
    1.5 内容安排
第二章 射野强度分布优化
    2.1 剂量计算模型
    2.2 射野强度分布优化模型
    2.3 本文所用的射野强度分布优化模型
        2.3.1 目标函数
        2.3.2 优化算法
    2.4 计划质量的表达工具
第三章 基于体素权重因子的自动IMRT多目标优化
    3.1 引言
    3.2 基于体素权重因子的自动IMRT多目标优化
        3.2.1 基于体素权重因子的FMO优化
        3.2.2 体素权重因子的调整
        3.2.3 剂量约束的调整
        3.2.4 实验验证
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 DVH图比较
        3.3.2 剂量约束点比较
        3.3.3 剂量约束点的变化
    3.4 本章小结
第四章 预测剂量约束引导的自动IMRT多目标优化
    4.1 引言
    4.2 预测剂量约束引导的自动IMRT多目标优化
        4.2.1 剂量约束值的预测
        4.2.2 基于体素权重因子的自动IMRT多目标优化
        4.2.3 实验验证
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 计划质量比较
        4.3.2 计划效率比较
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 主要研究内容及成果
    5.2 存在的主要问题及展望
参考文献
攻读硕士学位期间成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]2013年中国恶性肿瘤发病和死亡分析[J]. 陈万青,郑荣寿,张思维,曾红梅,邹小农,赫捷.  中国肿瘤. 2017(01)
[2]放射治疗设备与技术的最新进展及应用[J]. 王大虎.  医疗装备. 2016(18)
[3]调强治疗计划中射野强度优化模型研究[J]. 孙小杨,庞皓文,杨波.  泸州医学院学报. 2015(01)

博士论文
[1]放射治疗计划的自动优化及再优化关键技术研究[D]. 李楠.南方医科大学 2014

硕士论文
[1]基于等效均匀剂量的目标函数及蒙特卡罗法卷积核的实现[D]. 朱琳.南方医科大学 2008



本文编号：2925967