基于啟發(fā)式信息的非凸放療規(guī)劃模型的求解方法

1.淮北師范大學(xué) 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，安徽 淮北 235000

2.南陽師范學(xué)院 計算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，河南 南陽 473061

3.連云港市第二人民醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像科，江蘇 連云港 222005

1.淮北師范大學(xué) 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，安徽 淮北 235000

2.南陽師范學(xué)院 計算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，河南 南陽 473061

3.連云港市第二人民醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像科，江蘇 連云港 222005

1 引言

調(diào)強(qiáng)放射治療是目前對惡性腫瘤進(jìn)行治療的有效手段之一，這種治療手段通過可調(diào)的照射角度、可調(diào)的各照射野射線強(qiáng)度，在待治療區(qū)域上形成可調(diào)的放射線劑量分布，保證腫瘤殺滅區(qū)域的劑量達(dá)到治療水平，而非腫瘤區(qū)域的放射劑量控制在發(fā)生并發(fā)癥的水平以下，危險區(qū)域的放射劑量則控制在最低水平。這樣強(qiáng)度可調(diào)的三維形狀適應(yīng)性很強(qiáng)的放療手段改變了過去傳統(tǒng)放療并發(fā)癥較高的弊端，已經(jīng)在歐美等發(fā)達(dá)國家對頭頸部癌、前列腺癌、肺癌、腦癌等癌癥的治療中廣泛使用，目前國內(nèi)的一些大中城市的醫(yī)院也在推廣普及這種治療技術(shù)。

調(diào)強(qiáng)放療醫(yī)療器械的生產(chǎn)廠商主要還是國外的知名公司，如通用、瓦里安等。該類器械的一個關(guān)鍵技術(shù)就是如何從醫(yī)生設(shè)定計劃逆向求解得到放療規(guī)劃結(jié)果，即前期通過醫(yī)生對待治療區(qū)域器官、照射靶區(qū)的勾勒后，形成劑量要求和劑量約束條件，送入放療逆向求解系統(tǒng)中進(jìn)行優(yōu)化求解，最終得到硬件設(shè)備可以施行的照射方案。其中逆向優(yōu)化過程的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是得到各照射野的照射分布圖[1-3]。……