目的:探讨RapidPlan模型在不同多叶准直器（MLC）系统间的建模和拓展应用情况。方法:选取北京大学肿瘤医院2014年5月至2015年6月接受放疗的直肠癌患者的历史计划（配置为MMLC加速器）共81例和2017年11月至2019年5月接受立体定向放疗（SBRT）的肺癌患者的历史计划（配置为HDMLC的加速器）共35例，分别训练M_ MMmlc和M_ HDmlc RapidPlan模型，测试它们在同种及另一种MLC计划上的应用效果。 结果:无论对于M_ MMmlc还是M_ HDmlc，两种MLC配置下RapidPlan对于相同病例在相同布野条件下生成的优化参数完全相同。将两种MLC配置下优化的计划分别归一至靶区满足最低处方要求后：（1）M_ MMmlc优化的两种MLC计划的平均DVH几乎重合，差异幅度不超过2%，PGTV靶区剂量适形性相似，但HDMLC的均匀性指数（HI）比MMLC低20%，除此之外的剂量学参数总体最大差异不超过0.97%；（2) M_ HDmlc优化的PTV与IGTV DVH的尾部：HDMLC高于MMLC。其余DVH几乎重合。HDMLC计划与MMLC计划相比具体剂量学参数表现为：PTV适形指数（CI）值低0.96%；HI值高1.75%；16项危及器官剂量学参数中的9项前者表现更优；正常肺的V 5 Gy（ P<0.05）、V 10 Gy、V 20 Gy（ P<0.05）、D 1000 cm3均更低；脊髓最大剂量高2.07%，D 0.35 cm3高2.88%，D 1.2 cm3高3.99%（ P<0.05）。 结论:RapidPlan模型在不同MLC之间展现了良好的拓展性和可共享性，HDMLC相对于MMLC的剂量学优势在肺SBRT患者的小体积肿瘤上有所体现，该差异可以作为未来自动计划设计选择MLC配置的一个指导。

目的:设计一种基于先验知识的宫颈癌自动计划模型并将其应用于子宫内膜癌及直肠癌的病例，探讨模型的泛化性。方法:收集179例盆腔部位不同处方剂量下的双弧容积旋转调强放射治疗临床计划，其中处方剂量50.4 Gy的99例宫颈癌临床计划作为训练集建立RapidPlan模型，剩余80例临床计划分为4个验证组(处方剂量50.4 Gy的宫颈癌和子宫内膜癌临床计划各20例，为A、B组；处方剂量45 Gy的子宫内膜癌和直肠癌临床计划各20例，为C、D组)，利用模型分别对4组中的临床计划进行重新优化设计并得到自动计划，对比自动计划与临床计划靶区(PTV)和危及器官(OAR)的剂量学参数。结果:A、B、C、D组中自动计划靶区的适形度指数(CI)与临床计划相当，且差异均无统计学意义( P>0.05)。A、B、C组中自动计划的均匀性指数(HI)和 D2%均小于临床计划，且差异有统计学意义(HI： Z＝-3.248、-3.360、-2.329， P<0.05； D2%： Z＝-2.987、-3.397、-2.442， P<0.05)。D组自动计划的HI和 D2%与临床计划相当，且差异无统计学意义( P>0.05)。在保证PTV受量的同时，所有组中自动计划的OAR剂量学参数的平均值均低于临床计划。 结论:由宫颈癌临床计划建立的RapidPlan模型能够完成对不同处方剂量下子宫内膜癌及直肠癌的自动计划设计，初步证明了RapidPlan模型泛化的可能性。

目的:研究在复杂处方和解剖分段等临床条件下，基于瓦里安RapidPlan模块建立食管癌放疗自动计划整合模型的可行性及其剂量学特点。方法:收集301例多处方、多分段的食管癌放疗计划导入RapidPlan系统，在ModelAnalytics(MA)工具辅助下对模型进行统计学分析和离群值处置，建立初始模型。再利用未参与建模的40例临床食管癌治疗计划，通过RapidPlan模型对其进行重新优化以评估模型的自动优化效果，并以此作为反馈数据，进一步调试和优化迭代模型参数，分别对两组计划的各主要参数进行比较。结果:通过增大样本量和按剂量比例(而非命名规则)匹配结构等方法，本工作成功建立了复杂处方和解剖分段下的整合RapidPlan食管癌自动放疗计划模型。RapidPlan和临床计划对于不同器官的保护各有优势，但均符合临床要求。相对传统人工计划的试错过程，RapidPlan更加高效，且减少了主观因素差异造成的计划质量不一致。结论:本工作提出了在复杂解剖分段和处方条件下建立食管癌自动放疗计划整合RapidPlan模型的方法，并基于独立病例验证了其可行性和剂量学表现。

目的:探讨不同剂量算法对于肺癌立体定向放疗（SBRT）自动计划RapidPlan模型的建立和应用的影响。方法:使用27例剂量计算算法为AAA（Anisotropic Analytical Algorithm）的历史病例计划作为训练集建立AAA模型，使用AXB（Acuros XB）算法重新计算该27例训练集后建立AXB模型；另选20例未参与建模、具有不同处方剂量的计划对模型进行测试。对两种模型训练集计划和验证集计划分别进行剂量学比较。结果:（1）重新计算前后的建模病例比较提示，AAA计算的平均剂量体积直方图（DVH）靶区剂量覆盖更高，危及器官（OAR）剂量差异不明显；除肺的V 5 Gy和V 10 Gy（至少接受5 Gy和10 Gy的肺相对体积）、气管的最大剂量（D max）外，其他剂量学参数差异值均提示AXB算法计算的计划剂量总体低于AAA算法计算结果。计划靶区体积（PTV）的平均适形指数（CI）值差异高达13.98%，PTV_D 95%（95%PTV体积对应的剂量）差异值为3.50%。（2）验证病例剂量学比较提示，对于靶区，除在高剂量区域AXB优化结果更高之外，其余区域没有较大差异。大多数OAR在用AXB模型和AAA模型优化后结果差异不明显，最大差异不超过5.64%。 结论:RapidPlan建模过程可不必对其训练集中采用不同算法设计的计划进行重新计算，也不建议在训练集中排除使用不同算法获得的历史计划，以保留模型的几何多样性和广泛代表性。

目的:研究基于Halcyon 2.0环形医用直线加速器的RapidPlan模块在宫颈癌术后容积旋转调强(VMAT)计划设计的临床可行性及优势。方法:从数据库中选取98例临床宫颈癌病例，基于Halcyon 2.0设计VMAT人工放疗计划，导入到RapidPlan模块，训练得到优度较高的预测模型。另选取20例宫颈癌术后患者作为验证集，比较其人工计划与RapidPlan自动生成计划在剂量学、计划一致性、计划执行效率之间的差异。结果:RapidPlan自动计划能够获得与人工计划质量相当的靶区和危及器官剂量分布。对股骨头的保护略逊于人工计划，对脊髓的保护优于人工计划，两者差异具有统计学意义( t＝4.71， P<0.001)。RapidPlan计划MU平均值为687.46 MU,较人工计划的平均值815.34 MU低，两者差异具有统计学意义( t＝6.09， P<0.05)。Portal Dosimetry验证1 mm/1%的γ通过率RapidPlan的平均值为89.48%，人工计划为88.22%，差异具有统计学意义( t＝3.35， P<0.05)。 结论:基于Halcyon 2.0平台的RapidPlan自动计划可以满足宫颈癌VMAT计划的临床需求，且具备一定优势。

目的:以直肠癌术前同步推量容积调强计划为例，验证跨平台建模的可能性，并以文献报道的北肿模型为参照，评估新模型的剂量学表现。方法:将吉林国文医院Monaco医科达加速器68例计划的图像、结构和剂量导入RapidPlan替换北肿模型的81例训练集，保持模型生成条件规则参数不变。重新拟合后利用ModelAnalytics进行统计学确认和离群值处置，获得国文模型。另选11例国文验证病例测试两模型优化效果，基于RTOG0822中对小肠V 35 Gy、V 40 Gy和V 45 Gy，股骨头V 40 Gy和V 45 Gy，膀胱V 40 Gy和V 45 Gy等指标评估质量。 结果:医科达数据成功建立RapidPlan模型且验证病例均一次性合格，结果大幅好于以68例训练集为代表的人工平均水平。北肿模型比国文模型更好保护了膀胱（V 40 Gy从23.66降至21.64，降幅9.33%；V 45 Gy从14.20降至13.40，降幅5.97%；均 P<0.05）、小肠（V 35 Gy从13.48降至11.23，降幅20.04%；V 40 Gy从8.69降至7.21，降幅20.53%；V 45 Gy从4.82降至3.80，降幅26.84%；均 P<0.05）和股骨头（V 40 Gy从1.13降至0.66，降幅71.21%， P<0.05；V 45 Gy从0.10降至0.05，降幅100%， P=0.08）。 结论:RapidPlan可跨系统建模和应用，且对不同处方、加速器性能等具有良好兼容性。

目的:探究以本地需求为目标改造亨利福特医院健康系统(HFHS)RapidPlan肺癌立体定向放疗(SBRT)商用模型后用于放疗计划的可行性和优化效果。方法:结合最新临床指南证据和本单位临床实际对Eclipse内置HFHS模型做出如下适应性改造：①增加靶区结构内在肿瘤靶区体积(IGTV)、危及器官结构肺(Lung)，并设置相应参数。②将计划靶区体积(PTV)结构上限(Upper)值由109%调整至125%。③用本单位73例历史同步推量计划替换其原训练集，并在模型分析(Model Analytics)软件辅助下进行统计学确认和离群值处置。选取10例未参与建模的病例用于独立验证和比较改造前后模型在相同布野条件下的自动优化结果。靶区剂量归一后比较：PTV适形指数、危及器官平均剂量、最大剂量和剂量-体积参数等。结果:改造后的模型验证计划(M local_P)PTV DVH"尾部"与IGTV DVH"肩部"及"尾部"表现较原HFHS模型验证计划(HFHS_P)高。M local_P的PTV_CI(1.07±0.13)显著小于HFHS_P(1.25±0.24)，差异有统计学意义( Z＝－2.497， P<0.05)。除心脏_ D15cc、心脏_ Dmax外M local_P绝大部分危及器官剂量学参数均较HFHS_P更低，且标准差更小。但对于心脏_ D15cc和心脏_ Dmax，两种计划差异不超过3.06%。HFHS_P不满足要求剂量学参数达10项次，其中两项未通过例数的PTV_CI值为1.52与1.74，远超临床可接受范围。 结论:HFHS商用模型可通过计划训练集替换、参数调整等方法进行本地化改造。且改造后模型优化的计划在靶区适形性与高量等方面更满足本单位临床要求，在危及器官保护和一致性等方面也表现更优。

目的:研究Eclipse新光子优化算法(Photon Optimizer,PO)不同优化分辨率对直肠癌术前同步推量客积调强计划靶区(PTV)和危及器官受量的影响,指导临床选取合适的优化分辨率,保证计划质量,提高效率.方法:利用RapidPlan模型,分别在1.25、2.50和5.00 mm优化分辨率设置下预测剂量体积直方图(DVH),通过Application Programming Interface脚本输出.用不同优化分辨率对20例患者进行计划设计,导出各计划表单DVH并用自编的MATLAB程序计算平均DVH,用SigrmaPlot和SPSS软件绘图和统计分析.记录并比较各分辨率DVH的预测、计划优化时间.结果:不同优化分辨率生成的DVH预测区间及优化参数完全相同,且预测时间差异不大,但使用1.25 mm分辨率完成计划优化大约是2.50和5.00 mm分辨率的3～4倍.3种优化分辨率均能满足临床处方剂量,PTV和计划肿瘤靶区(PGTV)的适形度指数、PTV的均匀性指数差异均没有统计学意义.PGTV的均匀性指数存在统计学差异,但差异幅度在0.01以内,无临床意义.1.25 mm分辨率并不总能取得最好的危及器官保护,平均DVH图差异也十分微小.结论:靶区和危及器官剂量受优化分辨率影响很小,但时间差异明显.2.50 mm优化分辨率的性价比最高.

目的:测试直肠癌术前同步推量RapidPlan模型用于术后单一处方计划优化的可行性,探索改造和拓展已有模型的应用方法.方法:(1)对现有直肠癌术前同步推量41.8 Gy(PTV)/50.6 Gy(PGTV)RapidPlan模型进行改造;(2)复制直肠癌术后单一PTV处方临床计划18例(45 Gy的7例,50 Gy的11例),保持布野条件、能量、加速器配置及原有剂量算法等不变,将PTV分别匹配模型中的PGTV和PTV,预测可实现的DVH区间并重新优化;(3)将自动计划靶区剂量归一至与临床计划相似后比较各剂量学参数.结果:单一处方靶区匹配模型中的PTV会导致严重的剂量热区,匹配PGTV的RapidPlan计划质量和临床计划相似或略好,但其危及器官剂量学参数的标准差均小于临床计划.结论:直肠癌术前同步推量RapidPlan模型可用于术后单一处方放疗计划的自动优化并且其质量一致性更好,但需将单一靶区匹配给模型中最高处方剂量对应的靶区结构.

目的 探索使用瓦里安Rapidplan优化模块在宫颈癌容积调强计划(Volumetric Modulated Arc Therapy,VMAT)中的可行性及潜在优势.方法 筛选50例经临床验证的宫颈癌VMAT计划导入Rapidplan数据库,建立一个自动优化模型;再挑选12例宫颈癌VMAT计划对该模型进行测试.比较经Rapidplan优化模块的自动计划(Rapid-plan)和传统人工临床计划(Clinical-plan)的靶区和危及器官剂量学差异.结果 Rapid-plan能够很好地预测剂量分布;与Clinical-plan相比,Rapid-plan显著改善了靶区的均匀性(1.0597±0.01058 vs.1.0459±0.0079)和适形度(0.7927±0.6686 vs.0.8275±0.03788).Rapid-plan在危及器官的保护上更具优势;Rapid-plan组显著性降低了脊髓的Dmax以及小肠、直肠、乙状结肠、股骨头的V20、V30、V40.此外,在优化效率上,Rapid-plan组比Clinical-plan组平均优化时间缩短了11.45％;在执行效率上,Rapid-plan组的MU的平均值减少了62 MU,相对Clinical-plan降低了10.58％.结论 Rapidplan优化模块能够高效地完成宫颈癌VMAT计划,在使用瓦里安Eclipse计划系统时推荐使用Rapidplan模块进行宫颈癌的计划制作.