調(diào)強(qiáng)放射治療中的射野方向優(yōu)化算法研究.pdf

1、放射治療與手術(shù)治療和化學(xué)藥物治療一起，組成了腫瘤的三大主要治療手段。調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)（intensity-modulated radiotherapy，IMRT）的出現(xiàn)，進(jìn)一步發(fā)展了經(jīng)典的三維適形放射治療技術(shù)，是放射腫瘤學(xué)史上的重大變革。但鑒于實(shí)際問(wèn)題的復(fù)雜性，IMRT治療計(jì)劃在制作上仍然有許多問(wèn)題亟待解決。
　　本文緊密結(jié)合臨床需求，以實(shí)現(xiàn)和完善常規(guī)的IMRT優(yōu)化技術(shù)為基礎(chǔ)，圍繞IMRT射野方向優(yōu)化（beam angle opt

2、imization，BAO）問(wèn)題進(jìn)行了深入地研究。所做的主要工作如下：
　　(1)充分結(jié)合微粒群算法（particle swarm optimization，PSO）和遺傳算法（genetic algorithm，GA）算法的優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)IMRT優(yōu)化射野方向的具體問(wèn)題，提出了以逼近（approaching）為主要進(jìn)化思想的逼近遺傳算法（approaching genetic algorithm，AGA）來(lái)自動(dòng)選擇射野角度。設(shè)計(jì)了以逼

3、近為主要手段的搜索方式和獨(dú)特的更新策略，提高了算法的搜索性能。對(duì)模擬病例和實(shí)際臨床病例的研究結(jié)果表明，采用AGA來(lái)優(yōu)化選擇射野角度是可行和有效的，并且較GA更為快捷地尋找到最優(yōu)的治療計(jì)劃。
　　(2)結(jié)合生物DNA進(jìn)化方面的相關(guān)知識(shí)，提出了一種新穎的DNA遺傳算法（DNA genetic algorithm，DNA-GA）來(lái)解決BAO問(wèn)題。結(jié)合DNA進(jìn)化中變異熱點(diǎn)（hot spots）和冷點(diǎn)（cold spots）現(xiàn)象，有效利用編