基于多算法的电子剂量场反演方法

• 作 者: 李贵[1]郑华庆[2]吴爱东[2]吴宜灿[2]
• 机 构: 中国科学院等离子体物理研究所 安徽 合肥 230031
• 出 处: 第二届全国核技术及应用研究学术研讨会
• 发表日期: 2009年期

目的：研究精确放射治疗中的电子剂量场反演方法，并研究采用不同的反演算法来实现电子剂量场反演模型的效果。
方法：建立了非线性规划电子剂量场反演模型，提出利用体外透射剂量重建全空间电子剂量场的方法；并通过包括Levenberg-Marquardt、Quasi-Newton、Gradient、Conjugate Gradient、Newton、 Principal-Axis与NMinimize等7种算法实现。
结果：本文设计了7个例题进行测试；测试结果表明除了NMinimize算法不能实现该模型(只有一算例，误差大)外，其他算法都能实现，反演误差可以小于0.009（即0.9％）; Quasi-Newton算法表现出很好的特性，精度快速，可以作为电子剂量场反演的首选算法。进一步测试表明，利用接近电子射程的透射剂量会带来较大的反演误差（尾差）。
结论：对于尾差现象，原因可能是能谱平均所带来的，因此改进的反演模型需要考虑改进对平均能量的近似。尽管如此，由于反演时间较短，精度高，可以实现实时剂量场反演；并且每一种算法实现非线性规划反演模型都有特点，这为在实际实现中提供多方法的选择可能性，可满足临床上对实时剂量验证的需要。