放射治疗(简称放疗)，是癌症治疗的主要手段之一，其关键问题是如何有效地利用一定能量的射线杀灭肿瘤细胞，同时最大限度地保护正常组织细胞不受或者少受损伤。剂量引导精确放射治疗(Dose-guided Radiotherapy for Accurate/AdvanceRadiotherapy System，ARTS-DGRT)就是通过剂量引导放射治疗计划进行精确的质量控制治疗，从而达到治疗剂量与计划剂量精确吻合的治疗方法。本研究是针对目前高能光子束放疗技术的剂量质量保证中存在的不足，研究剂量引导精确放射治疗相关物理问题，主要包括：能谱反演、强度(积分通量率)反演、离线/在线剂量反演方法，解决剂量引导精确放射治疗存在的相关物理问题和技术难点。　　 关于能谱反演问题，针对传统放疗的医用加速器的高能光子能谱反演方法中存在的适用范围小，结果与实验例题和算法有关等不稳定问题，发展了改进的Schiff公式的解析能谱反演模型，可精确反演目前常用的医用加速器的光子能谱。针对临床强度验证以及剂量计算的需求，发展了基于蒙特卡罗有限笔形束模型以及基于“马太效应”策略的共轭梯度算法的强度反演方法，可以采用在水中测量得到的二维或三维剂量，反演得到医用加速器放射源的强度分布。针对传统剂量验证方法对于人体体外的点测量或者二维测量验证等问题的不足，发展了离线的剂量反演方法，用于放疗前的三维剂量验证，验证放疗计划的正确性以及放疗设备对射线的稳定性；针对临床对实时剂量验证以及剂量质量保证的需求，发展了在线的三维剂量反演方法，用于放疗中的三维剂量验证，并为剂量引导放射治疗提供了技术支持。　　 以上各个关键技术均经过了均匀水模、人体仿真头模的实验测试，结果表明了ARTS-DGRT相关物理问题解决方法的精确性与有效性。为精确放射治疗提供了剂量学的质量保证的新方法，为最终提高肿瘤控制率提供了重要的技术保证。