基于混合整数线性规划的γ射线立体定向放疗的计划优化方法

张岳 戴建荣

引用本文:
Citation:

基于混合整数线性规划的γ射线立体定向放疗的计划优化方法

A treatment planning optimization method based on mixed integer linear programming for γ-ray stereotactic radiotherapy

  • 摘要: 目的 建立混合整数线性规划模型,优化γ射线立体定向放疗计划的焦点数目和权重,改善计划的剂量分布并减少治疗计划和实施的时间。方法 用C++编程实现优化模块并集成到现有计划系统中。从治疗数据库中随机抽取一组病例检验优化模块,计划评价指标为靶区覆盖百分比(TCP)和处方等剂量靶区体积比(PITV)。结果 优化计划比手动计划减少了焦点数目,提高了TCP,PITV在可以接受的范围。测试病例的优化时间均在2min以内。结论 优化模块改善了手工计划的质量,减少了计划设计和治疗实施的时间。
  • [1] Cho PS,Kuterdem HG,Marks RJ.A spherical dose model for radiosurgery plan optimization.Phys Med Biol,1998,43(10):3145-3148.
    [2] Shepard DM,Ferris MC,Ore R,et al.Inverse treatment planning for Gamma Knife radiosurgery.Med Phys,2000,27(12):2748-2756.
    [3] Shepard DM,Chin LS,DiBiase SJ,et al.Clinical implementation of an automated planning system for gamma knife radiosurgery,Int J Radiat Oncol Biol Phys,2003,56(5):1488-1494.
    [4] Wu JQ,Bourland JD.Morphology-guided radiosurgery treatment planning and optimization for multiple isocenters.Med Phys,1999,26(10):2151-2160.
    [5] Wu QJ,Chankong V,Jitprapaikulsam S,et al.Real-time inverse planning for gamma knife radiosurgery.Med Phys,2003,30(11):2988-2995.
    [6] Ferris MC,Meyer RR,D'Souza W.Radiation treatment planning:Mixed integer programming formulations and approaches//Appa G,Pitsoulis L,Williams HP.Handbook on modelling for discrete optimization.New York:Springer US,2006:317-340.
    [7] Nakamura JL,Verhey LJ,Smith V,et al.Dose conformity of gamma knife radiosurgery and risk factors for complications,Int J Radiat Oncol Biol Phys,2001,51(5):1313-1319.
    [8] Paddick I.A simple scoring ratio to index the conformity of radiosurgieal treatment plans.Technical note.J Neuresurg,2000,93(Suppl 3):219-222.
  • [1] 周立霞杨天祝 . 立体定向放射外科治疗作用于正常脑组织的放射生物学研究进展. 国际放射医学核医学杂志, 2006, 30(6): 359-362.
    [2] 刘滔严惟力黄钢 . PET及PET-CT在放射治疗计划中的应用价值. 国际放射医学核医学杂志, 2007, 31(5): 281-284.
    [3] 黄劲雄吴华 . 功能性影像在脑胶质瘤放射治疗靶区确定中的应用. 国际放射医学核医学杂志, 2007, 31(2): 108-112.
    [4] 孙启和孙彬杨永青 . 术中125I粒子植入治疗肿瘤的临床应用. 国际放射医学核医学杂志, 2010, 34(2): 102-104. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2010.02.011
    [5] 侯朝华霍彬宋杨 . 组织间近距离放射性粒子植入治疗肿瘤的进展. 国际放射医学核医学杂志, 2015, 39(4): 348-351. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2015.04.016
    [6] 张晓军许锡元王建华涂彧江振龙方明明 . 二维电离室矩阵在鼻咽癌调强适形放射治疗相对剂量验证中的应用. 国际放射医学核医学杂志, 2008, 32(2): 118-121.
    [7] 张春智王平 . 射波刀治疗颅内恶性肿瘤. 国际放射医学核医学杂志, 2011, 35(6): 366-369. doi: 10.3760,cma.j.issn.1673-4114.2011.06.012
    [8] 夏新舍王勇叶红强黑忠林郭艳红王艳阳闫刚詹文华马建萍 . 腮腺癌术后高危复发区放疗的不同治疗计划剂量学比较. 国际放射医学核医学杂志, 2010, 34(4): 250-255. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2010.04.016
    [9] 乔文礼赵晋华18F-氟脱氧葡萄糖PET在靶区确定和放疗计划制定中的价值. 国际放射医学核医学杂志, 2007, 31(6): 345-349.
    [10] 杨勇李德志张楚毅 . 立体定向放射外科手术的物理及生物学基础. 国际放射医学核医学杂志, 1998, 22(3): 134-137.
    [11] 张敏周莉张开贤李苓石存 . 中下段食管癌调强放疗布野方案剂量学比较. 国际放射医学核医学杂志, 2012, 36(2): 121-123,129. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2012.02.016
    [12] 朱苏雨胡炳强 . PET-CT用于肿瘤精确放疗靶区勾画的困惑. 国际放射医学核医学杂志, 2007, 31(4): 217-221.
    [13] 向剑戴光复苑淑渝丁艳秋张良安 . 中子剂量测量及估算方法. 国际放射医学核医学杂志, 2008, 32(1): 59-62.
    [14] 荆宏雁 . 癌症手术治疗中放射性125I粒子源的应用. 国际放射医学核医学杂志, 2008, 32(1): 58-59.
    [15] 李贵平 . 单克隆抗体放射免疫导引手术治疗肿瘤. 国际放射医学核医学杂志, 1997, 21(3): 110-114.
    [16] 赵惠扬 . 放射性核素计算机处理断层摄影术. 国际放射医学核医学杂志, 1979, 3(1): 36-41.
    [17] Rhomberg WEiter H . 不宜手术和复发直肠癌的放射敏感性研究. 国际放射医学核医学杂志, 1990, 14(6): 255-257.
    [18] 孙守正张永令 . 放射性核素计算机处理的断层扫描及其展望. 国际放射医学核医学杂志, 1981, 5(1): 45-46.
    [19] 丁海勤刘秀杰 . 潘生丁99mTc-MIBI心肌断层显像对选择性血管外科手术病人的评估:围术期和术后远期的预后价值. 国际放射医学核医学杂志, 1997, 21(1): 28-28.
    [20] 渠浩王振军陈大志王铁韩进杜燕夫李敏哲18F-氟代脱氧葡萄糖正电子放射导向手术在结直肠癌治疗中的初步应用. 国际放射医学核医学杂志, 2006, 30(3): 145-147.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  11
  • HTML全文浏览量:  2
  • PDF下载量:  0
出版历程
  • 收稿日期:  2008-04-28

基于混合整数线性规划的γ射线立体定向放疗的计划优化方法

  • 1. 武汉大学物理科学与技术学院放疗物理专业, 武汉 430072;
  • 2. 中国医学科学院肿瘤医院放射治疗科, 北京 100021

摘要: 目的 建立混合整数线性规划模型,优化γ射线立体定向放疗计划的焦点数目和权重,改善计划的剂量分布并减少治疗计划和实施的时间。方法 用C++编程实现优化模块并集成到现有计划系统中。从治疗数据库中随机抽取一组病例检验优化模块,计划评价指标为靶区覆盖百分比(TCP)和处方等剂量靶区体积比(PITV)。结果 优化计划比手动计划减少了焦点数目,提高了TCP,PITV在可以接受的范围。测试病例的优化时间均在2min以内。结论 优化模块改善了手工计划的质量,减少了计划设计和治疗实施的时间。

English Abstract

参考文献 (8)

目录

    /

    返回文章
    返回