放射治疗是当前治疗肿瘤的重要方法之一，随着技术的进步，放射治疗计划系统有了很大的发展，也使得放射治疗方案日益精确和复杂，要想准确地评价一个放射治疗计划的优劣，仅仅凭借医生的经验和治疗计划的剂量-体积直方图是很难的，而以肿瘤控制概率(TCP)、正常组织并发症概率(NTCP)为主的生物效应模型为更科学地评价和优化放射治疗计划提供了有力的工具。 本文首先介绍了放射线在生物体内作用的过程，特别是放射线对肿瘤作用的过程。然后总结回顾了目前已有的肿瘤控制概率和正常组织并发症概率的各种模型，通过这些模型对同一放射治疗计划样例进行计算，比较了不同模型对于计算生物效应的区别。计算数据表明对于同样的DVH数据，不同模型所计算得到的生物效应值是不一样的，不同模型的计算结果之间有很大的差异。 其次，本文分析了生物效应模型的剂量-体积影响因素。分析数据表明，对于肿瘤受照射不均匀的情况，剂量-体积分布的不均匀程度越大，生物效应越低，当肿瘤照射中出现冷点时，对TCP有尤其严重的影响。对均匀处方剂量情况下的冷点和热点情况分析表明，剂量冷点对TCP有非常严重的影响，剂量热点在一定范围内对TCP有所提升，热点和冷点同时存在时，热点对冷点造成的TCP损失会有一定程度的弥补，但是非常有限。对不均匀处方剂量情况下的冷点利热点的分析表明，处方剂量较低区域的剂量变化对整体TCP影响更大。 最后，本文分析了病人之间的差异导致的群体不均匀对生物效应的影响，以及分次放射治疗中需要考虑的影响因素，并通过一组治疗计划数据比较了五种有代表性的分次治疗方案。分析结果表明，当分次间隔增人时，会导致TCP的下降，同时也会加强正常组织的修复，有利于保护正常组织。分次方案没有绝对的优劣，在TCP和正常组织的保护之间要取得一个平衡，基于实际情况中肿瘤和正常组织的不同参数，可得到不同的最佳分次治疗方案。