《調強放射治療中的射野方向和強度最佳化技術研究》是依託北京科技大學，由邵立珍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：調強放射治療中的射野方向和強度最佳化技術研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：邵立珍
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
調強放射治療計畫的設計通常被分成三步，即選擇射野方向，計算每個射野的強度分布以及射野強度分布的實現。以上的每一個步驟都對應一個最佳化問題，實際上這三個問題是相互關聯的，前一個問題的輸出是後面一個問題的輸入。理想的是同時最佳化這三個問題，但由於龐大的求解空間，目前的技術還無法實現。本項目提出結合射野方向最佳化和射野強度最佳化問題，建立射野方向和強度的最佳化流程，研究射野個數對治療計畫質量的影響，在保證治療計畫質量的前提下，用儘可能少的數目的射野去實現治療。本項目採用多目標最佳化技術對射野強度進行最佳化，擬研究和開發求代表性Pareto解集的多目標最佳化算法，進而給決策者提供一套代表性的治療計畫進行選擇。
結題摘要
本項目主要研究了套用多目標最佳化技術來同時最佳化射野方向和射野強度。課題首先為射野強度最佳化問題建立了多目標模型，並提出了3種基於目標函式空間的多目標最佳化問題求解算法。與文獻中已有的多目標最佳化算法相比，我們提出的算法在計算時間方面有明顯的計算優勢。其次對眼部腫瘤、前列腺和胰腺腫瘤的病例，我們研究了射野個數對治療計畫質量的影響。研究發現當射野數目超過一定數量時，治療計畫質量改進很小而放射治療的時間卻增加的很多，由此可為放射治療找到最佳的射野個數。在以上研究的基礎上，課題建立了同時最佳化射野個數、方向和強度的多目標模型並提出了最佳化方案。我們將提出的方案套用到一些臨床病例上，取得了很好的結果。最後我們研究了輔助決策分析系統，建立了人機互動的軟體系統，為治療計畫的決策者提供出一套代表性的治療計畫進行選擇。課題所提出治療計畫方案可提高放射治療計畫的效率、縮短治療的時間並改進放射治療的質量，具有重要的意義。
