两种皮肤通量外扩方法在乳腺癌根治术后调强放疗计划中的剂量学比较

目的:比较两种皮肤通量外扩方法在乳腺癌调强放疗计划中的剂量学差异。方法:对20例左乳腺癌根治术后患者的调强放疗计划分别采用瓦里安Eclipse治疗计划系统（11.0版）提供的Nearest cell（NC）和Erosion-dilation（ED）两种方法进行皮肤通量外扩,生成8FIMRT-NC和8FIMRT-ED计划。比较两组治疗计划的剂量体积直方图、靶区和危及器官的剂量分布、计划验证通过率和单次总机器跳数。结果:两种计划的通量和剂量线均已向胸壁皮肤外扩,两组计划的靶区剂量分布均达到临床处方剂量要求。PTV的最大剂量、平均剂量、大于110%处方剂量受照的体积、适形度指数、均匀性指数、梯度测量值等差异均无统计学意义。主要危及器官肺、心脏和脊髓等的剂量基本相似,差异均无统计学意义。两组计划的验证通过率差异无统计学意义,且均能应用于临床治疗。8FIMRT-ED计划比8FIMRT-NC计划的单次总机器跳数更少,分别为（1 282.35±184.84） MU和（1 302.05±195.37） MU,具有统计学意义（t=2.590, P<0.05）。结论:在乳腺癌根治术后的调强放疗临床计划中,采用NC和ED两种外扩方法均可以将皮肤通量有效外扩,且靶区剂量和危及器官受量均能满足临床治疗要求,两者剂量学无显著差异,但采用ED方法进行外扩,单次总机器跳数更少。     

A new method of incorporating systematic uncertainties in intensity-modulated radiotherapy optimization

Uncertainties in tumor position during intensity-modulated radiotherapy (IMRT) plan optimization are usually accounted for by adding margins to a clinical target volume (CTV), or additionally, to organs at risk (OAR). The former approach usually favors target coverage over OAR protection, whereas the latter does not account for correlation in target and OAR movement. We investigate a new approach to incorporate systematic errors in tumor and organ position. The method models a distribution of systematic errors due to setup error and organ motion with displaced replicas of volumes of interest, each representing the patient geometry for a possible systematic error, and maximizes a score function that counts the number of replicas meeting dose or biological constraints for both CTV and OAR. Dose constraints are implemented by logistic functions of Niemierko's generalized model of equivalent uniform dose (EUD). The method is applied to prostate and nasopharynx IMRT plans, in which CTV and OAR each consists of five replicas, one representing no error (the position in the planning CT) and the other four discrete systematic setup displacements in one dimension with equal probability. The resulting IMRT plans are compared with those from two other EUD-based optimizations: a standard planning target volume (PTV) approach consisting of a single replica of each OAR in the planned position and a single PTV encompassing all CTV replicas, and a PTV-PRV approach consisting of a single PTV and a single planning risk volume (PRV) for each OAR encompassing all replicas. When systematic error is present, multiple-replica optimization provides better critical organ protection while maintaining similar target coverage compared with the PTV approach, and provides better CTV-to-OAR therapeutic ratio compared with the PTV-PRV instances where there is substantial PTV-PRV overlap. The method can be used for other systematic errors due to organ motion and deformation.     

Pinnacle计划系统脚本在调强放疗计划中的应用研究

目的:应用pinnacle计划系统脚本的记录与回放功能,实现调强放疗计划设计的自动执行,并分析运用脚本功能产生的调强计划的剂量分布特点,研究脚本功能在调强放疗计划设计中的应用前景。材料与方法:随机选取6例左侧乳腺癌保乳术后的患者,应用Pinnacle7.6c计划系统,通过脚本的记录与回放功能,实现调强放疗计划的设计,并以体积剂量等参数评价由此产生的调强计划的剂量结果。结果:通过在6例左侧乳腺癌保乳术后调强计划设计中脚本的应用研究,发现脚本功能能序贯处理调强计划设计的操作步骤,并节省计划设计的时间;与合理的调强优化参数相结合,一遍优化就能够获取满意的剂量结果。结论:脚本功能能够简化计划的操作步骤并缩短计划设计时间,对于相同部位、分期、处方剂量等临床要求相同的病种,设定相同的合理的优化目标函数,运用脚本功能能够快速完成调强治疗计划的设计。     

乳腺癌保乳术后两种逆向调强放疗计划的剂量学比较

目的:比较两种常见的乳腺癌术后逆向调强放疗治疗计划在靶区和危及器官上的剂量差异性,寻求乳腺癌术后调强放疗较佳的治疗计划。材料与方法:随机选取6例左侧乳腺癌保乳术后的患者,应用Pinnacle 7.6c计划系统,设计患侧乳腺切线方向小角度展开入射的4野逆向调强计划和入射角度在患侧乳腺平面内均分的5野调强计划,在计划靶区满足处方剂量的前提下,比较分析两种逆向调强计划靶区的适形度和剂量均匀性;肺的V30、V20和平均剂量,心脏的V30和平均剂量等剂量学指标。结果:通过对6例左侧乳腺癌保乳术后逆向调强计划设计中两种计划的比较发现,4野逆向调强计划对心脏和肺保护较好,而5野逆向调强计划能够给靶区带来较佳的适形度和剂量均匀性。结论:乳腺癌术后逆向调强计划的设计必须与临床紧密结合,对于基本状况良好且心肺功能较好且的患者,可以考虑用5野逆向调强计划;对心肺功能较差的患者则应优先考虑切线方向适度展开照射野入射角度的4野逆向调强计划。     

胰腺癌伽玛刀和加速器治疗计划剂量学比较

目的:比较分析OUR-QGD型γ刀和两种加速器治疗技术胰腺癌治疗计划的剂量学数据,为临床选择放疗技术提供参考。方法:选取20例胰腺癌病例,每例设计靶中靶(Target in Target,TIT)、调强(IMRT)和γ刀三种治疗计划。处方剂量为50 Gy包绕95%的PTV。计算比较三种计划的PTV靶区适形指数和均匀性指数,通过DVH计算靶区剂量和周围要害器官剂量。结果:IMRT计划的PTV靶区适形度最好,TIT计划次之,γ刀计划最差,均匀性指数γ刀计划也要劣于IMRT和TIT计划,但γ刀计划周围正常组织的剂量相对较低,而靶区剂量比TIT和IMRT计划要高得多。结论:根据物理剂量学数据,γ刀治疗胰腺癌可显著提高靶区剂量,同时很好地保护周围正常组织;TIT和IMRT也是治疗胰腺癌的有效方法。     

颈胸段脊椎骨转移癌三维适形与调强放疗剂量学比较的研究

目的:比较颈胸段脊椎骨转移癌的三维适形(3DCRT)和调强放疗(IMRT)的剂量学参数,研究靶区形状对临床方案选择的影响。方法:选择颈胸段脊椎骨转移癌患者10例,分为两类:椎体3例(A组)和椎体+附件7例(B组)。在靶区剂量60Gy,脊髓Dmax≤50Gy且D1(1%体积的剂量)≤45Gy的限制条件下,每病例以4野箱式加上颈段两侧补野设计3DCRT计划一个,5、7、9野共面等机架角静态(Step and shoot)IMRT计划3个。比较和评估DVH、适形指数(CI)、均匀指数(HI)及危及器官剂量学参数等。结果:(1)A组靶区,3DCRT的CI比IMRT小,但是靶区HI优于IMRT;IMRT以5野为佳。(2)B组靶区,IMRT PTV的D80、Dmean均高于3DCRT。5、7、9野IMRT脊髓Dmax分别为50Gy、49Gy-51Gy、和50Gy,PTV的CI均值5、7、9野IMRT分别为0.69、0.66、0.69,3DCRT为0.53,IMRT的CI好于3DCRT(P0.05);5、7、9野IMRT的子野均值分别为83、104、160,总Mu数均值分别为727、755、953。结论:与3DCRT相比,IMRT计划的靶区剂量和CI更好,对OAR的保护也更优。综合来看,5野IMRT为最优选择。     

20例胸中段食管癌根治性放射治疗IMRT与TOMO剂量学比较

目的:对比固定野静态调强放射治疗（IMRT）与螺旋断层放射治疗（TOMO）两种方案治疗胸中段食管癌的剂量学特点,指导临床治疗方案选择。 方法:采用IMRT与TOMO两种技术,处方剂量计划靶区（PTV）:DT 54 Gy/30 F,肿瘤靶区（PGTV）:DT 66 Gy/30 F,主要比较两种方案的靶区剂量学差异。 结果:TOMO组的PTV最大剂量（D2）、中位剂量（D50）以及均匀性指数均低于IMRT组,最小剂量（D98）、适形度指数明显高于IMRT组,以上差异均有统计学意义（P<0.05）;两者的PGTV除D98的差异无明显统计学意义外,其余各指标均与PTV保持一致,有统计学意义（P<0.05）。 结论:胸中段食管癌根治性放射治疗TOMO计划靶区剂量分布及适形度明显优于IMRT计划,危及器官各评级指标显示前者亦优于后者。     

宫颈癌直线加速器放疗时保卵巢对靶区和危及器官的影响

目的:探究宫颈癌直线加速器放疗时保卵巢对计划靶区和危及器官的剂量学影响。方法:随机选取16例保卵巢宫 颈癌直线加速器放疗患者,基于XiO计划系统为每例患者设计7野均分调强计划,并通过归一使95%计划靶区剂量达到 45 Gy。在除卵巢外其他优化参数相同的情况下,生成保卵巢组和不保卵巢组两组治疗计划,比较两组计划的靶区和危及 器官的剂量学差异。结果:两组计划均满足临床要求。对于计划靶区,保卵巢组与不保卵巢组的适形度指数和均匀性指 数分别为0.708±0.051、0.808±0.056（P<0.05）和0.135±0.023、0.087±0.012（P<0.05）,保卵巢组适形度和均匀性显著下降。 对于危及器官,保卵巢组小肠、膀胱、直肠和左股骨头的Dmax均大于不保卵巢组（P<0.05）,而Dmean、V45、V40、V30、V20和V10无 统计学差异（P>0.05）;保卵巢组脊髓Dmean、Dmax无统计学差异（P>0.05）。结论:保卵巢显著影响计划靶区的剂量分布,对 危及器官影响甚微。     

Clinac iX和Trilogy加速器束流匹配计划验证分析

通过对束流匹配的加速器进行计划设计,比较计划参数,验证交叉执行的差异及通过率,验证束流匹配的可行性及可靠性。选取头颈、胸部和腹盆部共15例病例,分别设计Clinac iX和Trilogy两个不同治疗机的三维适形计划（3D-CRT）;另选头颈、胸部和腹盆部共15例病例,分别设计两个不同治疗机的调强计划（IMRT）。比较相同计划类型不同治疗机的计划差异,评价指标包括靶区PTV的D98%、D2%、Dmax,晶体Dmax、脑干Dmax、左右肺V5 Gy、双肺V20 Gy、脊髓Dmax、膀胱D50%、小肠D2 cc、股骨头V40 Gy等危及器官及治疗机跳数MU。并对治疗机执行计划进行点剂量和面剂量验证。PTV的D98%、D2%、Dmax剂量差异最大平均值标准差分别为-0.52%±0.30%、0.53%±0.45%、-0.55%±0.17%,危及器官剂量差异最大平均值为膀胱D50%（0.94%±0.84%）;Clinac iX和Trilogy治疗机执行所有计划的最大绝对剂量偏差分别为2.36%和-2.80%。MatriXX和PV的γ验证通过率结果平均值分别在97.00%和96.00%以上,Clinac iX最小值为95.40%,Trilogy最小值为95.90%。两台经过束流匹配的治疗机之间交换执行计划的剂量学偏差在临床可接受的范围内,各项参数能精准执行,必要时可以在两台治疗机之间交换执行计划,保证病人放疗疗程完整。     

保护颈动脉鞘的局部晚期鼻咽癌IMRT计划对靶区及危及器官剂量的影响

【摘 要】 目的:探讨保护颈动脉鞘的局部晚期鼻咽癌调强放疗（IMRT）计划对靶区及危及器官剂量的影响。 方法:对10例局部晚期鼻咽癌患者行回顾性分析,分别设计常规IMRT计划及保护颈动脉鞘的IMRT计划。对PGTVnx和PCTV1的平均剂量（Dmean）、D98%、D50%、D5%、D2%、适形度指数、均匀性指数,颈动脉鞘和危及器官剂量进行评价。 结果:与常规IMRT计划相比,保护颈动脉鞘的IMRT计划中PGTVnx的适形度指数、均匀性指数,PCTV1的D50%、Dmean,颈动脉鞘的Dmax、Dmean,脊髓的Dmean,以及脑干的V40、Dmean均有所降低,有统计学差异（P<0.05）;其它指标比较无统计学差异。 结论:保护颈动脉鞘的局部晚期鼻咽癌IMRT计划能保证靶区剂量覆盖,降低颈动脉鞘和脑干的剂量,同时,计划的剂量分布也更为合理     

一种改善乳腺癌锁骨上区与乳腺区域接野处剂量分布的保乳术后 放疗计划

目的:介绍一种乳腺癌术后放疗计划设计方案,用于乳腺区与锁骨上区同时照射时,改善接野处剂量分布不均匀的 情况。方法:选取10例已完成治疗的乳腺癌病例,均需进行锁骨上区和乳腺区照射。常规设计方案包括锁骨上区设计3 野调强放疗计划和胸壁乳腺区设计混合调强计划。本研究保持常规计划设计方案不变,在乳腺区与锁骨上区的接野处采 用野中野设计方案,通过调节子野的叶片位置,形成剂量跌落梯度。比较两种方案计划的剂量学差异,靶区的剂量学参数 包括计划靶区（PTV）和PTV_J的Dmax、Dmin、均匀性指数（CI）和适形度指数（HI）,PTV_J为接野处沿头脚方向2 cm勾画的 PTV的体积。危及器官的剂量学参数包括患侧肺的V5、V20、V30和Dmean,心脏的Dmean,健侧乳腺的V20和Dmean以及脊髓的 Dmax。结果:和常规设计方案相比,改良后设计方案接野处的CI和HI得到明显改善（P<0.05）,整体靶区的CI和HI比较无 明显差别（P>0.05）,危及器官的剂量学比较无明显差异（P>0.05）。结论:改良的设计方案能在不影响其他结构的剂量分 布情况下明显改善接野处剂量分布,可用于临床乳腺癌放疗。     

MLC叶片系统误差对鼻咽癌VMAT和IMRT计划剂量影响的比较

【摘要】目的:研究多叶准直器（MLC）叶片系统误差对鼻咽癌容积调强（VMAT）计划和普通调强（IMRT）计划剂量学影响的差异。方法:随机选取20例鼻咽癌患者,分别设计VMAT计划和IMRT计划。通过MATLAB 2009a只修改计划文件中MLC运动叶片的位置,人为引入0.2、0.5、1.0 mm的系统误差,导入治疗计划系统中重新进行剂量计算。对两种调强技术,比较靶区和危及器官生物学剂量（gEUD）受叶片位置误差影响的差异,并研究gEUD差值与叶片误差之间的关系。结果:靶区和危及器官两种计划gEUD的变化差异具有统计学意义（P<0.01）。PGTV、PTVnd、PTV1、PTV2、脑干、脊髓、左侧腮腺、右侧腮腺等gEUD的变化与叶片误差成线性关系,VMAT计划分别变化为3.6、3.8、4.0、3.0、5.6、5.6、6.8、6.8 %/mm（P<0.001）;IMRT计划分别变化为10.7、10.5、11.2、10.7、16.6、15.0、14.6、14.4 %/mm（P<0.001）。结论:MLC叶片系统误差对VMAT计划剂量的影响比IMRT计划小。为保证PGTV的gEUD变化控制在2%以内,VMAT和IMRT叶片系统误差应分别小于0.6和0.2 mm。     

TCP/NTCP生物模型在胸中上段食管癌调强放疗中的应用

目的:探究TCP/NTCP生物模型在胸中上段食管癌放疗计划优化中的应用及剂量学特点。方法:回顾性分析47例胸中上段食管癌患者,为每位患者制定基于剂量体积（DV）限制的IMRT计划,在DV计划基础上添加对计划靶区（PTV）的TCP（限值90%、95%）生物模型以及危及器官的NTCP（限值10%、5%）模型优化,依次生成[PlanTCP90%]、[PlanTCP95%]、[PlanNTCP10%]、[PlanNTCP5%]4组计划。从剂量学及生物学参数方面评估计划间差异。结果:[PlanTCP90%]、[PlanTCP95%]相比于DV计划,靶区剂量参数均提高（P<0.05）,其中[Dmean]、[D2%]、[D98%]分别提高（2.1%、9.8%）、（1.9%、9.8%）和（1.7%、9.3%）,CI分别降低5%、20%,HI相近,TCP值分别提高2%、7%;危及器官受照剂量均有不同程度提高,[PlanTCP95%]增加更显著（P<0.05）。经TCP优化后的计划仅[PlanTCP90%]满足临床要求;[PlanNTCP5%]与DV计划相比,靶区、心脏相关剂量参数间差异没有统计学意义（P>0.05）,但双肺[Dmean]、[V5 Gy]、[V10 Gy]、[V20 Gy]、NTCP值降低4.4%、1.6%、2.6%、6.2%、0.52%（P<0.05）。[PlanNTCP10%]与DV计划相比,PTV及危及器官相关剂量学参数间差异没有统计学意义（P>0.05）。结论:TCP/NTCP生物学优化可以使靶区及危及器官剂量更符合生物学要求,建议在胸中上段食管癌放疗DV计划优化后引入TCP/NTCP的评估,进而进行选择性的靶向深入优化。     

头颈部肿瘤静态调强中强度分级数的研究

目的:研究在头颈部肿瘤静态调强放疗中强度分级数对计划结果的影响,确定在临床调强放疗中最佳的强度分级参数。方法:利用商用的放疗计划系统,分别对5个临床头颈部肿瘤病例作静态调强放疗计划。在强度矩阵离散化时,设置离散化等级分别为3、4、5、6、7、8、10、15和20。比较和分析强度分级数对放疗计划结果的影响。结果:从总的趋势来看,随着强度分级数的提高,PTV的最小剂量增大,最大剂量减小,剂量标准差减小;危及器官受到的剂量照射降低;总的子野数目增加;总的机器跳数降低。结论:提高强度分级数,意味着可能提高IMRT计划的质量。综合强度分级数对PTV、OAR和治疗时间的影响,建议在计划设计时,将强度分级数控制在5~10级范围内。     

胸中段食管癌共面不等分5野及铅门跟随调强放疗计划的剂量学研究

目的:比较4种调强放疗计划（IMRT）的剂量学差异,探讨不同布野方式和铅门跟随（JT）技术对胸中段食管癌靶区和危及器官的剂量影响。方法:选取10例鳞状细胞癌患者入组,并对每例患者设计4种放疗方案。3种铅门固定计划:IMRT1:0°、130°、160°、195°、220°,IMRT2:0°、130°、165°、200°、330°,IMRT3:0°、30°、130°、200°、330°;1种铅门跟随计划IMRT-JT:在IMRT2基础上使用铅门跟随技术对剂量重新计算评估。比较4种计划的靶区和危及器官的剂量体积参数、适形度指数（CI）、剂量均匀性指数（HI）及机器跳数（MU）。结果:4种计划的靶区剂量分布均达到临床处方的剂量要求。IMRT1、IMRT2、IMRT3计划比较,IMRT1、IMRT3计划PTV的CI略优于IMRT2计划;在心脏（V20、V30、V40、Dmean）剂量方面,IMRT1<0.05）;在脊髓（dmax、d1%）方面,imrt1><0.05）;imrt2计划可显著降低肺（v5、v20、dmean）剂量,但mu相较于其它计划有增加（p><0.05）。imrt2与imrt-jt相比,ptv的hi差异无统计学意义（p>0.05）,但IMRT-JT的CI优于IMRT2计划（P<0.05）;IMRT-JT计划的肺（V5、V20、V30、Dmean）、心脏（V20、V30、V40、Dmean）、脊髓（Dmax、D1%、Dmean）均低于IMRT2计划的相应值（P<0.05）;IMRT-JT的MU相较于IMRT2计划有增加（P<0.05）。结论:IMRT1、IMRT2可分别降低心脏、肺的受量;而JT技术则可进一步降低危及器官的受量。     

容积旋转调强与固定野调强在宫颈癌术后放疗中的剂量学比较

目的：比较容积旋转调强（vMAT,美国瓦里安公司商品名为RapidArc）与9野固定野调强（IMRT）两种放射治疗技术在宫颈癌术后放疗中的剂量学差异。方法：采用两种治疗技术对10例宫颈癌术后患者设计计划,处方剂量设置为46ay／23次．危及器官限量参考临床常规要求,靶区接受标准为95％处方剂量要包绕97％以上靶区体积。比较两种技术的剂量体积直方图、治疗时间、机器跳数、靶区和危及器官剂量分布差异。结果：RapidArc技术靶区平均剂量略高于9IMRT技术．且具有统计学意义,靶区均匀性、适形度、危及器官受量相比9IMRT技术,虽然都没有统计学意义,但是RapidArc技术机器跳数较9IMRT减少63．6％,平均治疗时间节省70％。结论：RapidArc技术在剂量学分布上与9IMRT技术相当或略有优势,治疗时间及机器跳数大大减少。     

宫颈癌术后不同放疗技术剂量学比较研究

目的:比较研究宫颈癌术后调强放疗(IMRT)和常规四野(4F)或二野(2F)放疗时靶区及其周围危及器官受照剂量的差异。方法:随机选择6例宫颈癌术后患者,进行CT扫描、靶区和危及器官的勾画,用三维治疗计划系统进行常规4F、常规2F和IMRT计划设计,并对结果进行比较分析。结果:PTV适形度,IMRT计划优于常规4F计划,P=0.015,常规4F计划优于常规2F计划,P=0.043,差异具有统计学意义(P0.05)。与常规计划4F或2F相比,IMRT计划的膀胱50%体积受照剂量平均下降了25.8%和27.5%,直肠50%体积受照剂量平均下降了12%和14.3%,小肠50%体积受照剂量平均下降了36.5%和50%,而左、右股骨头和髂骨的差异无统计学意义。结论:在宫颈癌术后放疗中,IMRT技术较常规放疗技术有剂量学方面的优越性。     

TomoDirect技术在鼻咽癌放疗中的剂量学研究

目的:研究鼻咽癌患者应用TomoDirect（TD）、TomoHelical（TH）及常规加速器固定野调强技术（FF-IMRT）设计的计划的剂量学差异。 方法:选取10例鼻咽癌患者,对患者CT图像分别设计TH、TD和FF-IMRT计划,评估靶区、危及器官和正常组织的剂量分布。采用单因子方差分析法比较TH、TD、FF-IMRT计划的剂量学参数差异,并用LSD法进行两两比较。 结果:TD技术设计的计划,靶区剂量学与TH、FF-IMRT无明显差异;危及器官保护与TH相似,相比于FF-IMRT,脊髓最大剂量降低约4 Gy（P=0.000）;腮腺平均剂量降低约20%（P=0.000）,[D33]、[D50]、[D60]显著低于FF-IMRT（P=0.000）;口腔、喉的平均剂量分别比FF-IMRT降低约7 Gy（P=0.000）和20 Gy（P=0.000）;颞颌关节的最大剂量比FF-IMRT降低10 Gy（P=0.000）;而在视神经、视交叉的保护上,TD与TH均不如FF-IMRT;靶区外正常组织受照剂量,TD计划具有一定优势。 结论:鼻咽癌患者TD计划的剂量学参数与TH计划相似,整体优于FF-IMRT计划,完全满足临床剂量学要求,可以作为一种新的治疗手段。     

Incorporating geometric ray tracing to generate initial conditions for intensity modulated arc therapy optimization

PURPOSE AND BACKGROUND: Intensity modulated arc therapy (IMAT) is a rotational variant of Intensity modulated radiation therapy (IMRT) that is achieved by allowing the multileaf collimator (MLC) positions to vary as the gantry rotates around the patient. This work describes a method to generate an IMAT plan through the use of a fast ray tracing technique based on dosimetric and geometric information for setting initial MLC leaf positions prior to final IMAT optimization. METHODS AND MATERIALS: Three steps were used to generate an IMAT plan. The first step was to generate arcs based on anatomical contours. The second step was to generate ray importance factor (RIF) maps by ray tracing the dose distribution inside the planning target volume (PTV) to modify the MLC leaf positions of the anatomical arcs to reduce the maximum dose inside the PTV. The RIF maps were also segmented to create a new set of arcs to improve the dose to low dose voxels within the PTV. In the third step, the MLC leaf positions from all arcs were put through a leaf position optimization (LPO) algorithm and brought into a fast Monte Carlo dose calculation engine for a final dose calculation. The method was applied to two phantom cases, a clinical prostate case and the Radiological Physics Center (RPC)'s head and neck phantom. The authors assessed the plan improvements achieved by each step and compared plans with and without using RIF. They also compared the IMAT plan with an IMRT plan for the RPC phantom. RESULTS: All plans that incorporated RIF and LPO had lower objective function values than those that incorporated LPO only. The objective function value was reduced by about 15% after the generation of RIF arcs and 52% after generation of RIF arcs and leaf position optimization. The IMAT plan for the RPC phantom had similar dose coverage for PTV1 and PTV2 (the same dose volume histogram curves), however, slightly lower dose to the normal tissues compared to a six-field IMRT plan. CONCLUSION: The use of a ray importance factor can generate initial IMAT arcs efficiently for further MLC leaf position optimization to obtain more favorable IMAT plan.