ARTS，精确放射治疗与质量保证系统（Advanced/Accurate Radiation Therapy System，ARTS） ARTS系统简介 放射治疗是恶性肿瘤的主要治疗手段之一，放射治疗系统为放疗方案的确定、实施等提供工作平台及质量保证，从而达到最大限度杀死肿瘤细胞并有效保护正常组织的目的，其中的关键是如何提高治疗的精度和确保疗效。临床研究表明，剂量精度每提高1%，治愈率便可提高2%，这意味着每年世界上多存活14万癌症病人。

在可视化平台和友好的用户界面环境下，能对肿瘤进行精确定位，选择正向或逆向计划模式来设置放疗的实施剂量和照射方式，可对病人进行高精度的快速摆位以及进行治疗前/中/后的多维剂量验证，不仅能提高肿瘤的控制率，还能减少对正常组织的损伤，从而提高最终疗效。

高精度全息自动建模

根据医学影像自动建立精确人体剂量模型，充分 包含实际三维几何（解剖结构与形状）以及物理信息 (组织密度、元素成份)，采用自动分区耦合方法精确求解剂量场。发展了“以人为人”的精确建模方法代 替传统“以水代人”的近似方法，为高精度剂量计算提供可靠的模型基础。

多目标逆向全局优化

针对放疗逆向计划优化的多目标特性，提出基于现代优化理论的多目标优化方法,可兼顾肿瘤靶区、危及器官和其它正常组织的多目标特性和要求，保证临床计划全局最优，从而降低危及器官和其它正常组织所受的辐照剂量。

快速解析/半解析方法、精确蒙特卡罗方法、三维离散坐标方法以及它们的耦合等多种剂量计算方法，针对逆向计划优化、精确剂量验证等不同要求，可满足用户多种需求，解决剂量计算精度和速度难以兼顾的矛盾。

快速高精度摆位

基于视频摄影原理，使用“虚拟网格+标定块”进行三维重建，以获取定位匹配模板，并基于逆重建思想计算并校正摆位偏差；发展了无体表标志物的快速高精度摆位方法，可克服由于“消瘦”/“浮肿”等身体变形和呼吸运动引起的摆位偏差，改善传统摆位方法精度低、耗时长的缺陷。

多方法三维剂量验证

基于物理模型和数值模拟方法，根据体外测量的剂量信息， 利用反演算法，准确计算出体内三维剂量场。发展了快速在线、 无附加辐射获取病人体内三维剂量场的方法，可提高治疗质量和可靠性。采用人体仿真模型、胶片、电离室等多种验证工具，确保肿瘤部位得到准确处方剂量的照射。

多维多场实时可视化

利用可视化技术，对数字人体信息模型、标记信息场、剂量场和辐射场进行实时多维动态叠加可视化，辅助医生对靶区及其它感兴趣的区域进行直观分析，为精确放疗过程 提供评判依据和质量保证。

此系统相关研究与技术发展涉及光子、电子、硼中子俘获癌症治疗（BNCT）、α粒子及重离子治疗等手段，也关注剂量与细胞生物学效应和放疗疗效之间关系。