使用数字跟踪热量计作为质量指标的质子疗法不确定性意识点排斥率
Alexander Schilling1,2, Max Aehle2, Johan Alme3
1Center for Technology and Transfer (ZTT), University of Applied Sciences Worms, D-67549 Worms, Germany.
Physics in medicine and biology
|August 31, 2023
概括
这项研究引入了一种新的质量控制指标,用于使用不确定性意识深度学习的质子疗法. 它通过监控单个斑点的范围验证不确定性来检测治疗错误,从而提高患者的安全性.
科学领域:
- 医学物理 医学物理
- 辐射瘤学 辐射瘤学
- 机器学习 机器学习
背景情况:
- 质子疗法对范围不确定性的敏感性需要强有力的质量控制.
- 笔光束扫描需要根据治疗计划验证个别点位的位置.
研究的目的:
- 引入一种用于质子疗法质量控制的新型指标.
- 使用不确定性意识深度神经网络进行范围验证.
主要方法:
- 使用意识到不确定性的深度神经网络,从二次粒子检测中预测布拉格峰值深度.
- 将预测的布拉格峰值位置与治疗计划的不确定性进行比较.
- 基于 95% 置信区间之外的偏差计算一次性拒绝率.
主要成果:
- 现货拒绝率指标对于校准的不确定性是明确定义的.
- 在大约1400个点之后,检测到侧向偏移到1毫米以下.
- 在布拉格峰深度预测中,平均绝对误差为1.107 ± 0.015毫米.
结论:
- 不确定性意识机器学习为质子疗法质量控制提供了重大潜力.
- 开发的指标为治疗验证的未来进步提供了基础.
- 这种方法提高了质子治疗的准确性和安全性.


