一种具有体素依赖参数的多准则放射治疗计划优化框架
医学物理
2012-10-29 v1
摘要
在放射治疗计划优化问题中，临床可接受的计划通常是通过优化过程生成的，该过程针对器官调整权重因子或参考剂量。最近的发现表明，调整与每个体素相关的参数可能会带来更好的计划质量。然而，其背后的数学原因尚不清楚。为了回答与此问题相关的疑问，我们在本工作中建立了一个配备两个定理的新数学框架。新框架阐明了在放射治疗计划优化中，调整器官依赖参数与体素依赖参数的不同后果，以及优化过程中调整权重因子与调整参考剂量的不同效应。主要发现有三点：1) 虽然在基于器官的模型中目标函数的选择会影响优化计划的质量，但这对于基于体素的模型不再是个问题，因为只要满足某些数学条件，无论目标函数的具体形式如何，都能生成整个 Pareto 曲面；2) 与调整器官依赖参数相比，调整体素依赖参数能探索更大的 Pareto 曲面，从而可能生成在不同临床目标之间具有更好权衡的计划；3) 优于调整体素参考剂量的是调整体素权重因子，因为这样可以保持 Pareto 最优性。
引用
@article{arxiv.1210.7006,
title = {A Multi-Criteria Framework with Voxel-Dependent Parameters for Radiotherapy Treatment Plan Optimization},
author = {Masoud Zarepisheh and Andres F. Uribe-Sanchez and Nan Li and Xun Jia and Steve B. Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1210.7006},
year = {2012}
}