IPIP：通过直接优化剂量学指标实现高剂量率近距离治疗逆向计划的新方法

目的：许多高剂量率（HDR）近距离放射治疗计划方法需要迭代方法。首先假设一组计算参数，这些参数将产生满足剂量学标准的剂量计划。使用这些参数计算剂量计划，如果任何剂量学标准未满足，则重复该过程，直到找到合适的剂量计划。这样，剂量分布由抽象参数控制。本研究的目的是通过开发一种基于剂量学标准直接优化剂量分布的新方法来改进HDR近距离治疗计划。方法：我们开发了整数规划逆向计划（IPIP），这是一种用于计算HDR近距离治疗剂量计划的优化模型及其快速启发式算法。我们使用该启发式算法为来自我们临床数据库的20个匿名前列腺癌患者图像数据集计算了剂量计划。对剂量学进行了评估，并与剂量学标准进行了比较。结果：由IPIP计算的剂量计划在单次迭代后满足了目标和健康组织的所有给定剂量学标准。平均目标覆盖率为95%。在配备1.67 GHz Intel(R) CoreTM2 Duo CPU和3 GiB RAM的处理器上，IPIP的平均计算时间为30.1秒。结论：IPIP是一种直接纳入剂量学标准的HDR近距离治疗计划系统。我们已经证明，在本研究中使用的前列腺病例和剂量学标准下，IPIP在剂量学和运行时间方面均具有临床可接受的性能。需要进一步研究以确定IPIP是否适用于更广泛的患者群体和剂量学标准，包括其他癌症部位，如妇科肿瘤。