【摘要】： 優(yōu)化算法作為放射治療計(jì)劃系統(tǒng)的核心模塊之一,一直以來(lái)備受關(guān)注,尋求快速高精度的優(yōu)化算法對(duì)于發(fā)展調(diào)強(qiáng)放療逆向計(jì)劃系統(tǒng)具有重要意義。 本論文針對(duì)放射治療逆向計(jì)劃中靶區(qū)、正常組織、危及器官優(yōu)化過(guò)程的多目標(biāo)特性,在對(duì)多目標(biāo)優(yōu)化理論和方法、劑量計(jì)算、智能算法等進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,開展調(diào)強(qiáng)放射治療中逆向計(jì)劃過(guò)程多目標(biāo)優(yōu)化算法的研究,為精確放療計(jì)劃系統(tǒng)提供多目標(biāo)優(yōu)化的逆向計(jì)劃模塊。 本論文將多目標(biāo)遺傳算法與梯度算法的進(jìn)化策略有機(jī)結(jié)合,構(gòu)造一種混合多目標(biāo)梯度算法,該算法對(duì)每一種群使用梯度算法求解下一代新群體,采用實(shí)數(shù)運(yùn)算。測(cè)試函數(shù)地分析驗(yàn)證了算法的有效性,并將其應(yīng)用于IMRT逆向計(jì)劃過(guò)程:通過(guò)水模中的測(cè)試算例,使用基于平均劑量分布的目標(biāo)函數(shù),得出強(qiáng)度分布。與其他優(yōu)化算法的比較結(jié)果表明,該混合多目標(biāo)梯度算法可節(jié)省大量計(jì)算時(shí)間,且具有較高的計(jì)算精度,能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(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
【圖文】：

治療的新技術(shù)體形態(tài)是不規(guī)則的，且通常與周圍正常組織相互交線只照射腫瘤，而周圍正常組織完全不受照射，目 20 世紀(jì) 90 年代開始，各種放療新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，定向放射治療（Stereotactic RadioSurgery,SRS）：放射治療是利用立體成像技術(shù)對(duì)病灶實(shí)施精確定位多角度聚照病灶區(qū)。每條射線都是小劑量的，但病照射，這樣能達(dá)到既摧毀病灶又不損傷周圍正常組明顯縮短。常見(jiàn)的 X-刀和 γ-刀（原動(dòng)力來(lái)自 X 射向放射治療，X-刀[5]和 γ-刀[6]在治療原理上是完全療顱內(nèi)小于 30 毫米的實(shí)體瘤，尤其是良性腫瘤和功形。我國(guó)上個(gè)世紀(jì) 90 年代初引進(jìn)立體定向放射治療醫(yī)院都擁有 X-刀、γ-刀或其他立體定向放射治療

圖 1- 2 SMLC 和 DMLC目前國(guó)際上已有數(shù)家公司正在研制和開發(fā)各種 IMRT 系統(tǒng)，而真正進(jìn)入的有美國(guó) NOMOS 公司的 Peacock 系統(tǒng)和 Scanditronix MM50 回旋加速器為昂貴的價(jià)格和一些硬件條件的限制，我國(guó)的臨床放射治療還難以普RT 技術(shù)。目前，研究和開發(fā)能夠?yàn)閺V大醫(yī)院接受的新型 IMRT 系統(tǒng)成為研究的熱點(diǎn)。．2．2 逆向計(jì)劃系統(tǒng)在放射治療計(jì)劃系統(tǒng)中，有正向計(jì)劃系統(tǒng)（Forward Planning System）和計(jì)劃系統(tǒng)（Inverse Planning System）兩大類。早期的治療計(jì)劃采用正向計(jì)劃系統(tǒng)，計(jì)劃者選擇諸項(xiàng)參數(shù)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)量分布計(jì)算，劑量計(jì)算結(jié)果與計(jì)劃需求有偏差時(shí)，計(jì)劃者再選擇修改參數(shù)是一個(gè)反復(fù)試誤(try and error)的過(guò)程，若沒(méi)有找到合適的方案就要一直進(jìn)去，因此正向計(jì)劃非常耗時(shí)，且難以獲得完全合適的方案，達(dá)到滿意的治果。

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本文編號(hào)：2728014