迭代方法在逆向放射治疗中的应用_自动化专业论文范文
发布时间：2015-01-23
来源：人大经济论坛
自动化专业论文范文
目 录
摘要Ⅰ
AbstractⅡ
第1章 绪论1
1.1 课题背景1
第2章 应用技术3
2.1 技术简介3
2.1.1 放射治疗3
2.1.2 优化技术4
2.1.3 优化方法6
2.2 迭代技术8
2.2.1 共轭梯度法9
2.2.2 牛顿法12
2.3 遗传算法15
2.3.1 标准遗传算法15
2.3.2 算法关键参数与操作的设计17
第3章 建立数学模型与仿真20
3.1 建立数学模型20
3.1.1 应用共轭梯度法分析21
3.1.2 应用牛顿法分析22
3.1.3 应用遗传算法分析24
3.2 MATLAB仿真26
3.2..1 MATLAB简介26
3.2.2 MATLAB仿真26
3.2.3 共轭梯度法仿真26
3.2.4 牛顿法仿真27
3.2.5 遗传算法仿真29
结论31
致谢32
附录I 参考文献33
附录II 程序清单34
摘 要
本文对逆向放射治疗中应用的迭代算法进行了相应的研究。由于迭代算法简单易懂，并且数学模型建立以后易于变形调整，现已被应用于逆向治疗计划中，其中的一个应用领域就是放射治疗。在本文逆向放射治疗计划中将会采用共轭梯度法、牛顿法和遗传算法对每束射线的初始强度和照射距离进行优化。首先，介绍了有关逆向放射治疗计划和优化算法的相关知识。其次，讲解了本文所采用的优化算法：共轭梯度法、牛顿法和遗传算法的原理与应用。再次，建立放射治疗的数学模型，并利用MATLAB语言对所建立的数学模型进行仿真。最后，根据几种优化方法对数学模型的仿真结果进行比较，得出射线的最优照射强度和照射距离。
关键字： 逆向放射治疗计划 迭代算法 共轭梯度法 牛顿法 遗传算法 MATLAB
Abstract
This project study the iterative methods used in inverse radiotherapy treatment planning. Iterative methods have often been used in inverse treatment planning as they are usually easy to understand an modifications can be made easily once the methods have been developed. One of the areas of application is in radiotherapy treatment. In this project, the gradient estimation method ,Newton method and genetic algorithm will be used to find an optimal beam intensity distribution and a optimal beam radiation distant of each individual beams. First, introduce the knowledge of inverse radiotherapy treatment planning and iterative methods. Second, introduce the methods-- the gradient estimation method ,Newton method and genetic algorithm, which are used in this project. Third, found the function, and use MATLAB software to simulate. The last, discuss the conclusions of methods which are used in this project, and find an optimal beam intensity distribution and a optimal beam radiation distant of each individual beams.
Keywords: Inverse radiotherapy treatment planning Iterative method
Gradient estimation method Newton method
Genetic algorithm MATLAB
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