圆束计算机断层扫描器件对肺癌剂量计算准确性的影响

科学领域:

• 医学物理 医学物理
• 辐射疗法 辐射疗法
• 图像指导 图像指导

背景情况:

• 图像引导自适应性放射治疗 (IGART) 依赖于使用圆束计算断层扫描 (CBCT) 精确的剂量计算.
• 虽然HU的准确性往往是令人满意的,但肺癌的剂量计算准确性仍然是一个挑战.
• 之前的研究表明,特别是在肺癌治疗中,剂量计算精度存在滞后.

研究的目的:

• 调查肺癌放射治疗中剂量计算精度不足背后的原因.
• 评估视野 (FOV),呼吸运动和散射对剂量计算准确性的单独和综合影响.
• 为了确定改善肺癌剂量准确性的关键因素IGART.

主要方法:

• 使用重复CT (rCT) 扫描肺癌患者开发了一个模拟框架.
• 模拟CBCT扫描使用小 (SFOV) 和中 (MFOV) FOV,并通过4D变形结合呼吸运动.
• 蒙特卡洛模拟模拟了与/没有反散射网格 (ASG) 的散射,并应用了散射校正算法.

主要成果:

• 呼吸运动对霍恩斯菲尔德单位 (HU) 精度,结构相似度指数 (SSIM) 和剂量计算精度 (γ) 的影响微不足道.
• 与MFOV相比,SFOV显著降低了HU精度和SSIM,导致剂量差异更大.
• 散射引入了相当大的差异;反散射网 (ASG) 提高了准确度,远远超过单独的散射校正,ASG和散射校正的结合产生了最高的准确度.

结论:

• 分散和FOV是肺癌中剂量不准确的主要驱动因素IGART.
• 呼吸运动对整体剂量计算准确度的影响最小.
• 实施有效的散射校正技术和适当的FOV选择对于在肺癌放射治疗中实现足够的剂量计算精度至关重要.