【摘要】：放射治療的基本目標(biāo)是努力提高放射治療的治療增益比,即最大限度地將放射線的劑量集中到靶區(qū)內(nèi),在殺滅腫瘤細(xì)胞的同時(shí)減少或避免周圍正常組織和器官的照射。 調(diào)強(qiáng)放射治療(Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT)作為一種先進(jìn)的適形放療技術(shù),將會(huì)是21世紀(jì)初放射治療技術(shù)的主流。 作為調(diào)強(qiáng)放射治療關(guān)鍵步驟的逆向治療計(jì)劃的目的是找到達(dá)到某一臨床目標(biāo)的治療實(shí)施方案,即確定射線種類、能量、射野方向和數(shù)目、射野形狀和權(quán)重等治療實(shí)施參數(shù)。因?yàn)橛?jì)劃及實(shí)施的復(fù)雜性,通常需要通過使用計(jì)算機(jī)輔助的逆向治療計(jì)劃來求解問題,調(diào)強(qiáng)放療射束強(qiáng)度分布優(yōu)化問題的研究是實(shí)現(xiàn)逆向治療計(jì)劃的核心,因此對其的研究具有重要的意義。 本文在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目"IMRT逆向計(jì)劃中多目標(biāo)優(yōu)化算法及其目標(biāo)函數(shù)的研究(60872112)”的資助下,對IMRT中射束強(qiáng)度分布優(yōu)化問題進(jìn)行了研究,主要工作為： 1對多目標(biāo)優(yōu)化算法的發(fā)展及其研究熱點(diǎn)展開了討論,并將應(yīng)用于IMRT中的多目標(biāo)優(yōu)化算法進(jìn)行概括總結(jié)； 2.對免疫算法進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述,并提出了一種改進(jìn)的免疫克隆算法,通過與其他進(jìn)化算法在五個(gè)典型測試函數(shù)上的結(jié)果的比較,證明該算法能使進(jìn)化種群迅速收斂到理想的Pareto前沿面,并且能獲得較均勻分布的Pareto最優(yōu)解； 3將改進(jìn)的免疫克隆算法應(yīng)用到IMRT逆向計(jì)劃實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并通過實(shí)際算例來驗(yàn)證有效性。
[Abstract]:The basic goal of radiotherapy is to improve the therapeutic gain ratio of radiotherapy, that is, to concentrate the dose of radiation to the target area to reduce or avoid the exposure of normal tissues and organs around the tumor while killing tumor cells. Intensity modulated radiotherapy (Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT), as an advanced conformal radiotherapy technique, will be the mainstream of radiation therapy in the early 21st century. As the key step of intensity modulated radiotherapy, the aim of the reverse therapy plan is to find out the therapeutic implementation scheme to reach a certain clinical goal, that is, to determine the treatment implementation parameters such as the type of ray, energy, direction and number of field, shape and weight of field, etc. Because of the complexity of planning and implementation, it is usually necessary to solve the problem by using computer-aided reverse therapy plan. The study of intensity distribution optimization of intensity modulated radiation beam is the core of reverse treatment plan. Therefore, it is of great significance to study it. In this paper, the optimization of beam intensity distribution in IMRT is studied with the aid of the National Natural Science Foundation of China "Research on Multi-objective Optimization algorithm and its objective function in IMRT reverse Plan" (60872112). The main work is as follows: 1 the development of multi-objective optimization algorithm and its research hotspot are discussed, and the multi-objective optimization algorithm applied in IMRT is summarized. 2. The immune algorithm is described systematically, and an improved immune clone algorithm is proposed, which is compared with the results of other evolutionary algorithms on five typical test functions. It is proved that the proposed algorithm can rapidly converge to the ideal Pareto frontier and obtain the Pareto optimal solution with a more uniform distribution. 3 the improved immune clone algorithm is applied to the IMRT reverse plan experimental platform. A practical example is given to verify the validity.
【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】：2013
【分類號(hào)】：R730.55;TP18

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本文編號(hào)：2162373