中国科学技术大学核医学物理研究所与中国科学技术大学附属第一医院肿瘤放疗科合作在在放疗领域权威期刊Physics in Medicine & Biology上发表了题为“A fast dosimetric optimization method of intensity modulated brachytherapy (IMBT) treatment plans for cervical cancer”的学术论文，论文共同第一作者是研究所硕士毕业生齐妙和博士研究生刘君怡，通讯作者是徐榭教授，合作者包括周解平、程勇、吴爱东等医院专家和李仕军、常艳奎等毕业生，论文于2026年4月23日在线发表。

图1.  所提出IMBT快速计划工作流程

在宫颈癌的放射治疗中，腔内近距离治疗（IC-BT）具有重要地位。为了在保证靶区剂量的同时降低膀胱和直肠等危及器官（OAR）的受照剂量，临床常采用腔内联合组织间插植（IC/IS-BT）技术，但这增加了治疗的侵入性。近年来，调强近距离治疗（IMBT）因其灵活的剂量分布控制能力受到研究关注，但基于蒙特卡洛（MC）模拟的复杂剂量计算及优化过程耗时较长，限制了其临床应用效率。针对IMBT优化过程耗时的问题，研究团队基于课题组前期开发的GPU加速蒙特卡洛剂量计算引擎，提出了一种快速的IMBT剂量优化方法。研究人员通过水模体和临床几何模型，将该算法与标准蒙特卡洛程序TOPAS进行了交叉验证，结果显示其Gamma通过率大于98%，验证了计算精度。在计算效率方面，测试结果表明ARCHER-IMBT的计算速度较传统方法有显著提升（加速比>350），结合列生成（CG）方法可在1分钟内完成单个IMBT计划的剂量优化。

研究选取了6个IC-BT病例和1个IC/IS-BT病例，对比了常规Ir-192同位素源与新型50 kVp X射线源在IMBT中的剂量学表现。危及器官保护上，与传统IC-BT相比，基于Ir-192源的IMBT计划使膀胱和直肠的D2cc分别降低了3.1%和15.1%；而50 kVp X射线源的IMBT计划则分别降低了23.4%和22.8%。在靶区剂量覆盖上，在所评估的IC/IS-BT复杂病例中，研究表明仅使用腔内施源器的IMBT计划即可实现与插植治疗相近的靶区剂量覆盖，为减少临床对组织间插植的依赖提供了理论参考。

图2.  不同计划的剂量分布对比

研究团队还通过随机不确定性分析，评估了机械误差（0.3 mm平移与0.2°旋转）对治疗计划的影响。结果指出，尽管50 kVp X射线源具有更优的剂量梯度，但其对亚毫米级平移误差的敏感度高于传统Ir-192源，这一结论可为未来IMBT硬件设备的研发提供参考。