放射治疗作为癌症治疗的三大手段之一,在临床上发挥着越来越重要的作用,其中70％的癌症病人需要接受放疗。调强放疗的出现,给放射肿瘤学带来了一次重大变革。但鉴于实际问题的复杂性,调强放疗在临床上的作用并没有完全发挥出来。针对上述情况,本文设计并研发了适合临床使用的逆向调强放疗计划系统,并对其中的关键技术-逆向优化方法进行了深入细致的研究,从而达到提高调强放疗效果的目的。　　 根据广泛调研,结合临床实际,在课题组对精确放疗关键技术研究基础上,对逆向调强放疗计划系统进行软件架构设计,设计的系统不仅可以进行常规的强度分布优化再转换为调强实施控制文件的“二步法”的计划设计方式,而且针对静态调强还可以进行直接子野优化的计划设计。在逆向调强放疗计划系统的架构下,首先对其中的强度分布优化方法进行了深入细致的研究,采用基于剂量和剂量一体积的二次形式目标函数,并借助针对二次函数形式具有快速收敛性的共轭梯度法进行强度优化,三个代表性例题的测试表明,可以快速的找到满足要求的强度分布；其次,对其中的直接子野优化方法进行了研究,采用共轭梯度法和遗传算法相结合的方式进行直接子野优化,并对其中的各个关键策略进行了细致研究,最后临床例题测试表明,可以在临床接受的时间范围内找到满足要求且易于实施的子野形状和权重；另外,基于直接子野优化,对子野个数对计划质量的影响进行了研究,给出了临床上子野个数选择的一般原则,保证不降低剂量分布效果的前提下尽量减少子野个数,从而大大降低治疗时间,提高子野的可实施性。　　 针对逆向计划优化的多目标特性,本文还对逆向计划的多目标优化进行了研究。首先根据逆向计划优化的多目标特性及多目标进化算法的优点,对多目标优化进化算法进行研究,并将多目标进化算法应用到优化射野方向、射野大小、射野等中心的偏移量等参数,临床病例的测试验证了多目标进化算法在逆向计划优化中的有效性。