模拟和优化多管重离子疗法的治疗计划
Ethan Stolen1, Sridhar Yaddanapudi2, Helen Qian1
1Department of Radiation and Cellular Oncology, University of Chicago, Chicago, IL 60611, USA.
Technical innovations & patient support in radiation oncology
|February 20, 2026
概括
贝叶斯优化在碳离子辐射疗法调度中显著减少了患者等待时间. 这种先进的工具通过尽量减少延误,提高了多车设施的效率和吞吐量.
科学领域:
- 医学物理 医学物理
- 运营研究 运营研究
- 放射疗法是一种放射治疗.
背景情况:
- 碳离子辐射疗法 (CIRT) 设施面临计划效率低下,因为共享资源,如同步离子.
- 这导致患者等待时间延长和运营效率降低.
研究的目的:
- 开发和评估一个优化工具,用于患者安排在多吊CIRT设施.
- 目标是尽量减少室内患者的等待时间,并最大限度地提高患者的吞吐量.
主要方法:
- 创建了一个模拟-优化模型,用于一个有固定光束和三个廊室的设施.
- 开发了一种遗传算法 (GA) 和贝叶斯优化 (BO),并与基线调度进行比较.
- 在各种场景中,使用室内平均等待时间,算法执行速度和稳定性来评估性能.
主要成果:
- 贝叶斯优化 (BO) 实现了92%的平均患者等待时间的减少,而基因算法 (GA) 则降低了17%.
- BO显著减少了患者的最大等待时间,从3.52分钟减少到1.33分钟 (p < 0.001).
- BO表现强,在100%的测试场景中减少了等待时间,而GA仅在19%的测试场景中取得了成功.
结论:
- 调度优化,特别是使用贝叶斯优化,显示了提高CIRT设施效率的巨大潜力.
- BO算法有效地减少了患者的等待时间,为每日日程优化提供了一个强大的工具.
- 计划通过运营CIRT中心的经验数据进行进一步的验证.
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