在碳离子辐射疗法 (CIRT) 中进行体内监测的数据分析框架:朝着断片间解剖变化的3D重建

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:

• 碳离子辐射疗法在癌症治疗中比X射线疗法提供了更高的精度.
• 保持精确的剂量输送需要监测多部分治疗期间的解剖变化.
• 目前的方法往往需要额外的成像,增加复杂性和患者负担.

研究的目的:

• 开发一种在碳离子放射治疗期间对解剖变化进行体内监测的方法.
• 通过检测解剖学变异而确保精确的剂量管理,而无需额外的成像.
• 建立一个强大的框架,从二次粒子测量中提取临床相关信息.

主要方法:

• 使用自定义检测系统与TimePix3追踪器来测量治疗期间的二次充电粒子.
• 开发了一个局部化的光谱分析方法,通过分析测量差异来识别解剖变化.
• 利用关节局部频段的变化来确定解剖变化的位置.

主要成果:

• 在海德堡离子束治疗中心使用幻影实验证明了光谱分析方法的有效性.
• 通过使用过器和替代处理模块来展示分析框架的灵活性.
• 通过分析二次充电粒子测量的差异,成功识别了解剖变化.

结论:

• 建立了一个数据分析框架和检测从二次粒子测量中解剖变化的方法.
• 这种方法可以在治疗当天对患者解剖学进行准确的体内监测.
• 开发的方法是未来使用二次粒子对解剖变化的3D重建的基础.