无模式,患者特定的数字双胞胎模拟时间变化的消化运动

科学领域:

• 医疗成像医学成像
• 计算解剖学的计算解剖学
• 辐射瘤学 辐射瘤学

背景情况:

• 临床可变形图像注册 (DIR) 需要准确的空间指标,这对于移动胃肠 (GI) 器官来说是困难的.
• 现有的方法在动态解剖区域中难以准确的准确性评估.

研究的目的:

• 开发针对患者的数字双胞胎 (DTs) 用于模拟胃肠 (GI) 器官运动.
• 使用这些DT创建一个管道来评估可变形图像注册 (DIR) 的准确性.
• 为了验证剂量变形的准确性,用于辐射疗法规划.

主要方法:

• 通过使用分析性GI运动模型,从3D扫描中模拟GI运动的21个运动阶段.
• 从T2wMRI,4D金角星堆和对比度增强的CT数据集创建了针对患者的DTs.
• 评估了使用目标注册误差,子相似系数 (DSC) 和豪斯多夫距离的DIR方法,并评估了剂量扭曲误差 (DWE).

主要成果:

• 合成了针对患者的DT,具有现实的胃肠道运动,与真实患者数据密切匹配.
• 达到0.8毫米内的平均和最大运动幅度,平均日志雅可比定数为0.01.
• 启用了定量DIR性能指标和验证的剂量映射准确性.

结论:

• 开发的管道对复杂,动态的解剖区域严格测试DIR工具.
• 这种方法为DIR方法的颗粒空间和剂量测量准确性评估提供了便利.
• 能够在胃肠道器官中进行DIR准确性的临床前验证.