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放射治疗、手术治疗和化学治疗是肿瘤的三大治疗手段,其中,70%以上的肿瘤患者需要放射治疗的配合。进年来,调强放射技术广泛应用于各种肿瘤的临床治疗,它的特点在于通过调节射束内子野的强度大小改善肿瘤区域和危及器官的矛盾关系,提高治疗增益比。鼻咽癌的调强放射治疗涉及的组织器官多,临床应用复杂,在放射治疗过程中最具代表性,因此,鼻咽癌的剂量学研究意义重大。鼻咽癌的调强放疗是一个逆向优化问题,是一个典型的多目标问题。而目前,市场现有计划系统工具把它处理成一个单目标问题,不符合逆向优化的多目标性。系统多目标优化方法起源于实际系统的设计,建模和规划问题。本论文主要研究将该方法引入到放疗优化方案中,拟解决如下几个关键的问题:本文针对肿瘤放射治疗时,不仅要考虑到对肿瘤的疗效,也要考虑对正常器官的保护进行研究,提出了一种以等效均匀剂量(EUD)为多目标优化函数来表征靶区剂量覆盖模型以及正常器官剂量限值的方法。该方法经理论分析和临床应用,结果表明使用EUD目标函数表征的模型具有很好的凸性,容易找到多目标的Pareto最优解,与原来的基于物理剂量建模方法相比,在临床应用中可以降低患者正常器官的辐射剂量。本文将改进的多目标优化方法应用到鼻咽癌模型中,对该模型进行研究测试,结果表明该优化方法不仅可以提高鼻咽癌优化的速度,而且可以改善Pareto最优解的精度,使得鼻咽癌计划质量更高,在提高靶区覆盖的同时,减少了正常器官的辐射剂量。本文以体积剂量直方图(DVH)、正常组织并发症概率(NTCP)为计划评估工具,使用改进的多目标优化方法得到鼻咽癌的剂量学数据,并与单目标优化方法和现有的多目标优化方法进行比较,其结果表明:多目标优化方法经改进后,患者靶区适形指数和均匀指数较优,正常器官受到更低的辐射剂量,正常组织并发症概率风险降低,这为临床调强放射治疗(IMRT)的逆向优化提供了另外一种有力的方法。