调强放射治疗计划中计划质量指标的显式优化
医学物理
2023-07-19 v2 最优化与控制
摘要
在调强放射治疗 (IMRT) 计划优化中，传统的计划目标旨在利用惩罚函数最小化剂量体积直方图 (DVH) 阈值的违反情况。尽管在引导 DVH 曲线趋向这些阈值方面取得了成功，但传统计划目标对用于评估计划质量的 DVH 曲线上的各个点（体积剂量）提供的控制有限。在本研究中，我们放弃了常用的惩罚函数框架，提出了与 DVH 统计量更明确相关的计划目标。所提出的计划目标基于平均尾部剂量，从而形成凸优化问题。我们还展示了如何调整标准优化方法以适应所提出的公式，从而大幅降低计算成本。我们通过在两个患者案例中将所提出的计划目标与传统计划目标并置，调查了所提出计划目标作为优化 DVH 统计量工具的潜力。使用所提出方法或传统方法生成了具有不同平衡计划目标的治疗计划集。在所提出的框架内优化的计划中观察到了在体积剂量分布更好意义上的优势，表明使用所提出的计划目标可以更好地优化和更有效地平衡 DVH 统计量。
引用
@article{arxiv.1607.01148,
title = {Explicit optimization of plan quality measures in intensity-modulated radiation therapy treatment planning},
author = {Lovisa Engberg and Kjell Eriksson and Anders Forsgren and Björn Hårdemark},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.01148},
year = {2023}
}