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X刀治疗计划设计中自动选择最优照射弧的数学建模

刘印祥  
【摘要】: X刀治疗计划设计在X刀治疗过程中具有举足轻重的地位,随着 计算机技术、医学成像技术、医学图象处理技术的发展,X刀治疗计划 设计正朝着设计过程自动化,设计结果最优化的方向发展。其中照射弧 的自动优化选择是实现X刀治疗计划自动优化设计的主要内容之一, 本文总结了在建立自动选择最优照射弧的数学模型过程中的主要工作。 首先回顾了X刀的发展历程,并简要介绍了X刀的工作原理,对 目前在放射治疗领域引起广泛关注的三维治疗计划设计及其优化问题进 行了简要的评述,这些内容对X刀自动治疗计划设计的研究具有重要 的参考价值。然后对X刀治疗计划自动优化设计的主要内容和要解决 的主要问题进行了深入分析,确定了建立数学模型的主要任务。在简要 介绍了李树祥教授提出的剂量引力和剂量斥力思想之后,以此为指导, 通过深入分析照射面的剂量分布特点,建立了照射面相对剂量分布的数 学模型,提出了剂量引力和剂量斥力函数的计算公式,以及利用CPV、 BPV自动选择最优照射弧的排队择优算法。并在微机上利用VC++语言 实现了基于该数学模型的自动治疗计划设计系统原型,给出了实验结 果,结果显示采用本模型进行照射弧的自动优化选择达到了预期的目 的。


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