在呼吸适应的智能4D计算机断层扫描中集成表面引导的呼吸信号:原型实施和与基于红外标记器的系统进行比较
Niklas A Lackner1,2,3,4, Torsten Moser5, Julian Young5
1Department of Radiation Oncology, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Universitätsstraße 27, 91054 Erlangen, Germany.
Physics and imaging in radiation oncology
|October 27, 2025
概括
表面导向辐射疗法 (SGRT) 提供了一种非接触方法,用于适应呼吸的智能四维计算机断层扫描 (i4DCT). 这项研究表明,SGRT对i4DCT是可行的,特别是预测建模,减少运动工件.
科学领域:
- 医疗成像医学成像
- 放射治疗技术 放射治疗技术
- 计算成像技术的成像
背景情况:
- 智能四维计算机断层扫描 (i4DCT) 减少了CT扫描中的运动文物.
- 目前的i4DCT系统使用红外 (IR) 标记或压力带来运动跟踪.
- 表面导向辐射疗法 (SGRT) 是一种尚未评估直接i4DCT集成的无标记技术.
研究的目的:
- 评估用于i4DCT获取的表面导向辐射疗法 (SGRT).
- 将SGRT的性能与已建立的基于IR标记器的系统进行比较.
- 评估SGRT作为i4DCT的非接触替代品的可行性.
主要方法:
- 使用直接SGRT控制的原型CT扫描仪进行幻影测量.
- 实施桌面运动校正和特定供应商的预测算法,以提高SGRT的准确性.
- 基于替代信号精度,延迟和运动重建精度的SGRT和IR系统的比较,使用基于振幅和相位的方法.
主要成果:
- SGRT的延迟时间为~63ms,而IR系统的延迟时间为~23ms.
- SGRT呼吸信号与理想信号具有很高的相关性 (r=1),根平均平方误差 (RMSE) 高达1.5毫米.
- 预测建模在重建中显著降低了瘤质量中心偏差,特别是在基于相位的方法中.
结论:
- 表面导向辐射疗法 (SGRT) 是i4DCT的临床可行的非接触替代方案.
- 将SGRT与运动校正和预测建模相结合,可以提高准确性.
- 这种方法在CT成像中提供了改进的运动工件减少.
