目的:评估肺癌质子调强治疗(IMPT)中肿瘤运动所致的相互影响(Interplay)效应，并比较不同次数的等能量层重扫描技术对Interplay效应的缓解效果。方法:选取8例肺癌患者进行回顾性分析。所有患者行4DCT扫描，生成10个时相。基于商业化质子治疗计划系统，采用稳健性优化算法，在4DCT图像的参考时相设计临床靶区(CTV)概念的IMPT计划。稳健性优化过程中不确定性因素包括：摆位不确定性±5 mm，射程不确定性为±3.5%，CTV在4DCT中各时相变化不确定性。采用蒙特卡洛算法计算IMPT计划的最终剂量分布。评估Interplay效应时，基于混合形变算法及质子治疗模拟程序，计算患者4D静态剂量和4D动态剂量分布在感兴趣器官(ROI)的DVH差异，定义Interplay效应的评价指标[ΔI (ROI，DVH)]，利用该指标定量评估IMPT计划的Interplay效应；采用等能量层重扫描技术对IMPT计划分别进行3、4、5、6、7次重扫描，并利用ΔI (ROI，DVH)标评估不同次重扫描对Interplay的缓解效果。结果:由Interplay效应导致IMPT计划中靶区CTV的D 95%、CI、HI的均值分别降低了13.7%、12.7%、24.6%，危及器官中双肺V 5Gy、V 20Gy、V 30Gy分别提高了0.8%、3.4%、2.6%。与未使用重扫描技术相比，不同次数重扫描技术使得CTV靶区覆盖D 95%的均值分别提高了4.5%、3.8%、3.8%、3.6%、5.7%。危及器官中双肺平均V 20Gy分别减小了1.5%、1.8%、1.7%、1.6%、1.9%。 结论:Interplay效应导致IMPT计划剂量分布变差，等能量层重扫描技术的应用可以改善靶区剂量分布，建议结合患者自身特征选择最佳重扫描次数。

目的:提出改进最差场景算法，能够提升计划鲁棒性并且能平衡计划在标称场景下剂量分布质量与计划鲁棒性。方法:对C形靶模型计划优化中，以标称场景优化为主，同时在每次迭代时计算每个体素在9种场景下的剂量值，取其与在标称场景下该体素剂量值的最大差值作为鲁棒性优化项添加入优化目标函数进行优化。结果:在自主开发的鲁棒性优化计算模块验证，当权重因子p robust＝0.8时，相比常规优化，临床靶体积的 ΔD 95%由9.8 Gy减小至7.6 Gy。当p robust由1减小到0时， ΔD 95%由7.0 Gy增大至9.8 Gy，计划鲁棒性降低，而标称场景下CTV的D 95%、D max和危及器官的D 5%、D max减小，剂量分布质量得到提高。 结论:改进最差场景算法能够有效地提高计划对于射程和摆位不确定性的鲁棒性，并且该方法中p robust可提供给计划制定者用于权衡治疗计划在标称场景的剂量分布质量和计划的鲁棒性。

目的 因治疗精度高、副作用小,质子调强放疗(IMPT)成为放疗领域的研究热点,但其精度对射程变化非常敏感.本研究提出一种针对射程不确定性的IMPT鲁棒优化方法用于减小射程偏差对放疗计划的影响.方法 首先建立鲁棒优化模型,目标函数采用二次型函数表达式,其中包含3种射程:射程增加、射程正常、射程缩短;每种射程对应的器官剂量贡献矩阵采用质子笔形束算法计算得到.对射程偏差进行离散化,每个射程的发生概率基于高斯分布函数得到.最后采用共轭梯度法优化出最优解,最优解使得靶区和危及器官实际剂量分布在射程偏差内尽量达到期望剂量.结果 采用AAPM TG-119号报告的3套模拟例题测试本研究方法的有效性:鼻咽癌病例、前列腺病例和“C”型病例.与常规IMPT优化结果对比,发现该方法对射程不确定性的敏感性更低.射程发生偏差时,鼻咽癌病例和前列腺病例的靶区和危及器官基本达到期望剂量,“C”型病例的靶区高剂量覆盖率和危及器官保护都有了提高.结论 针对射程不确定性,该方法可得到更高的靶区覆盖率,同时降低危及器官剂量.