实时运动-包括对模拟的多叶合器追踪磁共振引导放射治疗的剂量估计

科学领域:

• 医学物理 医学物理
• 辐射瘤学 辐射瘤学
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 实时剂量估计对于在线自适应性放射治疗在MR指导放射治疗 (MRgRT) 中至关重要.
• 准确的剂量评估对于评估适应性技术的剂量计益处和风险至关重要,例如多叶合仪 (MLC) 追踪.

研究的目的:

• 提出一个概念验证软件工作流程,用于MR引导适应性放射治疗中的实时剂量估计.
• 为了利用 linac 输送参数和目标位置的实时数据流来计算剂量.

主要方法:

• 开发了一个软件工作流程,将内部运动管理软件 (DynaTrack) 与实时蒙特卡罗 (MC) 剂量计算引擎 (GPUMCD-库) 集成到研究治疗计划软件 (摩纳哥).
• 在各种运动场景下 (没有运动,正常,不稳定) 模拟MR引导的治疗与或没有MLC跟踪的前列腺癌患者.
• 处理累积的监测单元 (MU),目标位置和MLC叶子位置在25 Hz,使用队列采样策略来计算MC剂量,由于计算限制.

主要成果:

• 工作流实现了实时剂量计算,平均使用了27%的收到样本,结果计算时间为每 linac 状态的148 ms.
• 观察到高马传递率 (2%/3mm局部) 在计划目标体积 (PTV) 中为100.0%,在15%的剂量切断下为99.1%.
• 在关键结构 (PTV,CTV,直肠,膀) 的在线和离线剂量重建之间发现了微不足道的剂量测量差异 (<处方剂量的0.64%).

结论:

• 通过使用开发的软件工作流程,成功地证明了MR引导的适应性放射治疗的实时剂量估计,即使是复杂的前列腺运动和MLC跟踪.
• 在线和离线剂量重建之间的微不足道的剂量测量差异验证了工作流的潜力,使实时的分数内治疗决策成为可能.