多目標(biāo)優(yōu)化方法在鼻咽癌中的劑量學(xué)研究.pdf

1、放射治療、手術(shù)治療和化學(xué)治療是腫瘤的三大治療手段,其中,70％以上的腫瘤患者需要放射治療的配合。進(jìn)年來,調(diào)強(qiáng)放射技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種腫瘤的臨床治療,它的特點(diǎn)在于通過調(diào)節(jié)射束內(nèi)子野的強(qiáng)度大小改善腫瘤區(qū)域和危及器官的矛盾關(guān)系,提高治療增益比。鼻咽癌的調(diào)強(qiáng)放射治療涉及的組織器官多,臨床應(yīng)用復(fù)雜,在放射治療過程中最具代表性,因此,鼻咽癌的劑量學(xué)研究意義重大。
　　鼻咽癌的調(diào)強(qiáng)放療是一個(gè)逆向優(yōu)化問題,是一個(gè)典型的多目標(biāo)問題。而目前,市場現(xiàn)有計(jì)

2、劃系統(tǒng)工具把它處理成一個(gè)單目標(biāo)問題,不符合逆向優(yōu)化的多目標(biāo)性。系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化方法起源于實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計(jì),建模和規(guī)劃問題。本論文主要研究將該方法引入到放療優(yōu)化方案中,擬解決如下幾個(gè)關(guān)鍵的問題:
　　本文針對(duì)腫瘤放射治療時(shí),不僅要考慮到對(duì)腫瘤的療效,也要考慮對(duì)正常器官的保護(hù)進(jìn)行研究,提出了一種以等效均勻劑量(EUD)為多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)來表征靶區(qū)劑量覆蓋模型以及正常器官劑量限值的方法。該方法經(jīng)理論分析和臨床應(yīng)用,結(jié)果表明使用 EUD目標(biāo)函數(shù)

3、表征的模型具有很好的凸性,容易找到多目標(biāo)的Pareto最優(yōu)解,與原來的基于物理劑量建模方法相比,在臨床應(yīng)用中可以降低患者正常器官的輻射劑量。
　　本文將改進(jìn)的多目標(biāo)優(yōu)化方法應(yīng)用到鼻咽癌模型中,對(duì)該模型進(jìn)行研究測試,結(jié)果表明該優(yōu)化方法不僅可以提高鼻咽癌優(yōu)化的速度,而且可以改善 Pareto最優(yōu)解的精度,使得鼻咽癌計(jì)劃質(zhì)量更高,在提高靶區(qū)覆蓋的同時(shí),減少了正常器官的輻射劑量。
　　本文以體積劑量直方圖(DVH)、正常組織并發(fā)癥概