رويكردي براي برنامه‌ريزي طرح درمان در پرتودرماني با شدت تنظيم‌شده (IMRT)

An approach for treatment planning in intensity modulated radiation therapy (IMRT)

پرتودرماني با شدت تنظيم‌شده روشي رايج براي انتقال اشعه به بافت سرطاني، با هدف انتقال دوز تجويزشده به حجم هدف و كاهش آسيب به اندام‌هاي سالم اطراف تومور است. به‌طورمعمول، در اين فرايند دو تصميم اهميت زيادي دارد: انتخاب زواياي پرتو و محاسبة شدت پرتوها. علي‌رغم اينكه انتخاب زواياي پرتو (بهينه‌سازي زواياي پرتو) در اين مسائل بسيار اهميت دارد، اغلب براساس تجربه انجام شده است و دقت كافي ندارد. براي حل اين مشكل، پژوهش حاضر بر آن است تا چارچوبي تركيبي براي انتخاب خودكار زواياي پرتو و محاسبة شدت پرتوها در اين روش راديوتراپي ارائه كند. رويكرد ارائه‌شده ابتدا با استفاده از روش‌هاي ابتكاري، نقطه‌اي شدني با كيفيت خوب براي مسئله پيدا كرده سپس آن را به‌عنوان نقطة شروع در الگوريتم جست‌وجوي همسايگي براي يافتن بهينة محلي به‌كار گرفته است. با توجه به نتايج محاسباتي درمي‌يابيم كه استفاده از اين رويكرد تركيبي به‌جاي رويكردهاي انفرادي در زمان كوتاه‌تر به جواب بهينة محلي با كيفيت خوب دست پيدا مي‌كند.

Intensity Modulated Radiation Therapy is one of the most commonly used procedures of delivering radiation to cancerous tissues, with the aim of reaching the prescripted dose in the target volume while minimizing damage to nearby healthy organs. Two decisions are of fundamental importance: to select the beam angles and calculate the beam intensities. Beam Angle selection (Beam Angle Optimization) is an important problem and most of the time, beam angles are manually selecteld based on human experience and intuition. In this study, we propose a hybrid approach for automated beam angle selection and computing beam intensities, that aims to find good feasible solutions quickly and then used the solution as a starting point for Local Neighborhood Search to find local optimal solution. Numerical results demonstrated that hybrid approaches in comparison with their corresponding stand-alone methods, quickly and consistently find good local optimal