基于不同目标函数的放射治疗患者调度优化方法比较
最优化与控制
2023-05-04 v2
摘要
放射治疗(RT)是一种杀死癌细胞或缩小肿瘤的医学治疗手段。人工为 RT 患者排程是一项耗时且具有挑战性的任务。通过运用优化方法，可以自动生成 RT 患者排程。本文针对 RT 患者调度问题提出了一项不同优化方法的建模与求解研究，可作为实际中实施自动排程算法时的决策支持。我们引入了整数规划(IP)模型、列生成整数规划模型(CG-IP)和约束规划模型。患者在多种机器类型上排程，并考虑其治疗优先级、疗程时长及可用机器。预期未来患者到达以占位患者形式纳入模型。由于不同癌症中心可能具有不同调度目标，这些模型使用多个目标函数进行比较，包括最小化等待时间以及最大化患者对治疗时间偏好的满足度。测试数据由比利时最大癌症中心 Iridium Netwerk（拥有 10 台直线加速器）的历史数据生成。结果表明，CG-IP 模型能在一小时内求解所有不同问题实例，平均最优性间隙小于 1%。所提方法为 RT 治疗自动排程提供了工具，并可普遍应用于 RT 中心。
引用
@article{arxiv.2211.01150,
title = {Comparing Optimization Methods for Radiation Therapy Patient Scheduling using Different Objectives},
author = {Sara Frimodig and Per Enqvist and Mats Carlsson and Carole Mercier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.01150},
year = {2023}
}
备注
20 pages, 4 figures, Submitted to Operations Research Forum