VMAT肿瘤放射治疗计划解决方案

恶性肿瘤对人类的危害日益严重，2008年全球恶性肿瘤死亡人数达760万，已超过艾滋病、疟疾和结核病死亡人数总和。近年来，恶性肿瘤已成为中国居民的第一死因，每年死亡人数达180万。随着诊断技术的迅速提高，肿瘤能够在更早的时期被检测到，因此，提高各类肿瘤的局部控制技术成为了当代肿瘤治疗的核心所在。 放射疗法是利用呈光子形式的电离射线（χ-射线和γ-射线）来杀死癌症患者的恶性和良性肿瘤细胞的一种疗法。在中国，将近70%的癌症患者将放射疗法作为主要治疗方式，或者将其与外科治疗或化学疗法相结合。电离射线通过损伤被放射区域的DNA从而造成细胞死亡，因此，放射疗法的目标是最大化施于肿瘤细胞的放射剂量以便杀死所有肿瘤细胞，同时最小化周围健康组织（危及器官，OARs）的放射剂量。 弧形调强治疗(Volumetric Modulated Arc Therapy，下文简写为VMAT)是目前最先进的放射治疗技术，其计划系统一直由国外厂商提供。本VMAT放射治疗计划解决方案，旨在为VMAT放疗设备提供高质量的治疗计划，弥补国内技术的空白。该解决方案包括计划模型和优化算法两个部分，计划模型涵盖了临床中常见的剂量分布约束、多叶准直器约束和直线加速器约束，基于嵌套分割框架(Nested-Partitions)的优化算法能够在短时间内计算出高质量的放疗计划，并且满足临床剂量分布。