【摘要】： 調(diào)強(qiáng)放射治療(Intensity Modulated Radiation Therapy IMRT)是一種先進(jìn)的三維適形放射治療技術(shù),它的出現(xiàn)給放射腫瘤學(xué)帶來(lái)了一次重大變革。 調(diào)強(qiáng)放療逆向計(jì)劃系統(tǒng)可以根據(jù)計(jì)劃制定者設(shè)定的目標(biāo),利用優(yōu)化算法自動(dòng)尋找最優(yōu)的入射角度、布野方式和強(qiáng)度分布,使計(jì)劃的制定過(guò)程自動(dòng)化。在項(xiàng)目組前期在調(diào)強(qiáng)放療的劑量計(jì)算、多目標(biāo)優(yōu)化方法等關(guān)鍵問(wèn)題研究的基礎(chǔ)上,本論文針對(duì)IMRT多目標(biāo)逆向計(jì)劃系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、開發(fā),為項(xiàng)目組后期的研究工作提供平臺(tái)支持。 論文的主要工作有: (1)對(duì)系統(tǒng)涉及的多種優(yōu)化算法、劑量計(jì)算方法進(jìn)行了研究,對(duì)不同算法間的接口數(shù)據(jù)、文件格式進(jìn)行了定義; (2)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了坐標(biāo)定義,使不同劑量計(jì)算程序集成到系統(tǒng)時(shí)有章可循; (3)對(duì)系統(tǒng)的逆向計(jì)劃過(guò)程進(jìn)行了流程定義,該流程根據(jù)劑量計(jì)算的特點(diǎn),避免了優(yōu)化過(guò)程中重復(fù)調(diào)用劑量計(jì)算程序,大大節(jié)省了優(yōu)化時(shí)間; (4)對(duì)設(shè)計(jì)的多目標(biāo)逆向計(jì)劃系統(tǒng)的各功能模塊進(jìn)行了闡述; (5)通過(guò)具體算例驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。 論文的研究工作得到國(guó)家自然基金(60872112)、浙江省自然基金項(xiàng)目(Z207588)的共同資助。
【圖文】：

隨著多葉準(zhǔn)直器（Multileaf Collimator，MLC）和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的建發(fā)展，為調(diào)強(qiáng)放射治療的發(fā)展提供了硬件支持和保證[9]。1982 年，Brahme 等采用擋塊形板實(shí)現(xiàn)了一維調(diào)強(qiáng)，獲得了均勻的環(huán)形劑量分布[10]。1988 年，Brahme 在其論文中提出了逆向計(jì)劃優(yōu)化調(diào)強(qiáng)照射束，從而為 IMRT 的普及和推廣提供了軟件上的支持[11]，，調(diào)強(qiáng)放射治療進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展的階段。1989 年，Webb 首次將模擬退火算法引向計(jì)劃優(yōu)化中[12]。1990 年，Bortfeld 等將快速梯度算法引入到逆向優(yōu)化中[13]。1994 年，tfeld 和 Boyer 實(shí)現(xiàn)了世界上第一個(gè) IMRT 系統(tǒng)，同年 Nomos 公司利用 MIMIC 準(zhǔn)直器和退火算法開發(fā)出第一個(gè)商用的調(diào)強(qiáng)放射治療逆向計(jì)劃系統(tǒng)[11,14~15]。之后，，RIAN,SIEMENS,CMS 和 TOPSLANE 等公司相繼推出了各具特色的 IMRT 放療計(jì)劃系目前，IMRT 已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)期。3 調(diào)強(qiáng)放射治療的逆向計(jì)劃放射治療計(jì)劃分為正向和逆向兩種，正向計(jì)劃和逆向計(jì)劃的對(duì)比如圖 1-1 所示。

圖 1-2 靜態(tài)調(diào)強(qiáng)方式和動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)方式的示意圖1.2.5 調(diào)強(qiáng)放射治療計(jì)劃系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)（1）研究現(xiàn)狀目前國(guó)際上多家科研機(jī)構(gòu)、高校等單位對(duì)調(diào)強(qiáng)放射治療計(jì)劃系統(tǒng)進(jìn)入了較為深入的研究。如美國(guó)的Stanford University、University of Washington、Memorial Sloan Kettering CanceCenter、William Beaumont Hospital，英國(guó)的Royal Marsden NHS Trust，德國(guó)的Heiderburg大學(xué)、Turbingen大學(xué)，都不斷在調(diào)強(qiáng)放射治療領(lǐng)域做出一些前沿性的研究成果。世界上一些著名的放射治療領(lǐng)域的商業(yè)廠家也不斷推出他們最新的軟、硬件產(chǎn)品，如Varian, NOMOSSiemens Medical, ELEKTA,MED-TEC等。在國(guó)內(nèi)，目前從事調(diào)強(qiáng)放射治療究的單位不是很多，主要有北京大恒醫(yī)療設(shè)備有限公司、成都拓能新技術(shù)有限責(zé)任公司、中科院等離子體所、東南大學(xué)影像科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室依托北京醫(yī)療器械研究所成立的國(guó)家醫(yī)用加速器工程技術(shù)研究中心、南京大學(xué)電子科學(xué)與
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：R730.55

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 李國(guó)麗;宋鋼;吳宜燦;;放療逆向計(jì)劃中的混合多目標(biāo)優(yōu)化算法研究[J];核技術(shù);2007年03期

2 李國(guó)麗;吳宜燦;宋鋼;王世芳;;目標(biāo)函數(shù)設(shè)置對(duì)放療逆向計(jì)劃多目標(biāo)優(yōu)化過(guò)程的影響[J];原子核物理評(píng)論;2006年02期

3 王雪梅，王義和;模擬退火算法與遺傳算法的結(jié)合[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);1997年04期

4 吳宜燦;李國(guó)麗;陶聲祥;吳愛(ài)東;孔令玲;劉伯學(xué);林大全;陳義學(xué);宋鋼;趙攀;林輝;陳朝斌;黃群英;吳李軍;;精確放射治療系統(tǒng)ARTS的研究與發(fā)展[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志;2005年06期

5 李國(guó)麗;周金斌;林輝;景佳;吳愛(ài)東;;基于Monte Carlo模擬的快速有限筆束算法研究[J];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);2009年05期

6 陶磊;李國(guó)麗;林輝;景佳;吳愛(ài)東;黃家兵;周金斌;;IMRT中快速有限筆束算法的比較研究[J];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);2010年05期

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1 周金斌;基于Monte Carlo模擬的矩陣模型fsPB算法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2008年

2 楊鑄;Monte Carlo模擬平滑技術(shù)及矩陣模型FsPB中的劑量修正算法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

3 林琳;IMRT逆向計(jì)劃中多目標(biāo)優(yōu)化算法進(jìn)化策略的研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2695515