پرتودرمانی با شدت تعدیل یافته (IMRT) یک شکل پیشرفته از پرتودرمانی خارجی است که از شتاب دهنده های خطی برای هدایت پرتوها به سمت تومور استفاده می کند. پرتودرمانی یک مسأله بهینه سازی با اهداف متناقض درمانی است که هدف آن تحویل دوز زیادی از تابش به تومور است به گونه ای که هیچ آسیبی متوجه بافت های سالم اطراف تومور نشود. شکل دادن به پرتو یک روش مهم برای دست یابی به این اهداف است. در IMRT به کمک کولیماتورهای چندبرگی امکان شکل دهی به پرتوها مطابق شکل هندسی تومور و تحویل دوز دقیق، فراهم شده است و این گونه از آسیب زیاد به ارگان های سالم جلوگیری می شود. دو مسأله اساسی بهینه سازی که در برنامه ریزی درمان پرتودرمانی وجود دارد بهینه سازی شدت و زاویه پرتوها است به گونه ای که تومور بیشترین میزان تابش را دریافت کند و کمترین آسیب متوجه بافت های سالم اطراف شود. در فرایند درمان با پرتوهای خارجی، عدم قطعیت های بسیاری وجود دارد که می تواند تأثیرات مخربی بر کنترل بیماری و آسیب های ناشی از تابش برنامه ریزی نشده به بافت های منطقه تحت درمان داشته باشد. بنابراین برای کنترل شرایط، نیاز به مدل بهینه سازی است که با در نظر گرفتن عدم قطعیت های موجود، جواب بهینه ای به دست آورد که در برابر تغییرات پارامترهای غیرقطعی، همچنان جوابی بهینه و موجه برای مسأله مورد بررسی باقی بماند. در این پژوهش، به منظور تعیین شدت و زاویه بهینه پرتو، یک مدل ریاضی چندهدفه با اهداف بیشینه سازی مجموع دوز دریافت شده توسط تومور و کمینه سازی مجموعه دوز دریافت شده توسط ارگان های سالم اطراف ارائه می شود. همچنین برای در نظر گرفتن عدم قطعیت های موجود در مسأله، رویکردهای بهینه سازی استوار جعبه و چندوجهی مورد استفاده قرار می گیرد. مدل ارائه شده با استفاده از داده های بالینی سرطان پروستات و روش اپسیلون محدودیت تعمیم یافته و همچنین به کمک قواعد برنامه ریزی آرمانی در نرم افزار گمز حل می شود. در نهایت با در نظر گرفتن داده های بالینی، مدل های بهینهسازی استوار و مدل اسمی، مورد ارزیابی قرار می گیرند. نتایج حاصل نشان می دهند که رویکردهای استوار مورد استفاده در این تحقیق، تا حد قابل قبولی عدم قطعیت را کنترل کردند در حالی که جواب های به دست آمده از مدل اسمی در مواجهه با عدم قطعیت، دیگر بهینه و موجه نیستند و نمی توانند محدودیت های مسأله را ارضا کنند. همچنین نتایج رویکرد استوار از نظر استواری جواب ها، حفظ بهینگی و انحراف از بهینگی، نسبت به مدل اسمی به وضوح بهتر است و مدل های استوار تنوع دوز کمتری را به دست می آورند و کنترل بیشتری روی سناریوهای بدترین حالت دارند.
