伽玛刀放射外科中基于线性规划的逆计划方法
医学物理
2019-05-20 v3 最优化与控制
摘要
Leksell伽玛刀是一种立体定向放射外科系统，可对所给剂量分布进行细粒度控制。我们描述了一种新的逆计划方法，既解决了早期方法的不足，又开启了新的能力。我们固定等中心点位置，使用线性规划进行扇区时长优化，并研究束流开启时间惩罚对束流开启时间与计划质量之间权衡的影响。我们还描述了两种减小问题规模从而进一步缩短求解时间的技术：对偶化与代表性子采样。与朴素方案相比，束流开启时间惩罚将束流开启时间减少了2-3倍。对偶化与代表性子采样各自带来5-20倍的优化时间节省。总体而言，在与75例临床计划的比较中我们发现，我们总能找到具有相似覆盖度和更优选择性及束流开启时间的计划。其中44例，我们甚至能找到梯度指数也更优的计划。在标准GammaPlan工作站上，优化时间介于2.3至26秒之间，中位时间为5.7秒。总之，我们提出了一套技术组合，可在临床可行的时间范围内实现扇区时长优化。
引用
@article{arxiv.1806.03016,
title = {A linear programming approach to inverse planning in Gamma Knife radiosurgery},
author = {Jens Sjölund and Stella Riad and Marcus Hennix and Håkan Nordström},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.03016},
year = {2019}
}