使用诊断CT进行放射治疗治疗计划的HU-to-density校准曲线:一个可行性研究

科学领域:

• 医学物理 医学物理
• 放射治疗剂量计 放射治疗剂量计
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 精确的放射治疗剂量计算需要可靠的霍恩斯菲尔德单位 (HU) 到密度转换.
• 传统方法依赖于使用专用计算机断层扫描 (CT) 系统进行扫描器特定校准.
• 这个过程可能是耗时和资源密集的,需要采用替代方法.

研究的目的:

• 从多供应商诊断CT (dCT) 数据中推导和验证拟议的HU-to-density校准曲线 (PCT).
• 评估这些曲线与特定扫描仪和采集参数的独立性.
• 为了评估使用PCT与传统扫描仪特定校准相比,使用PCT的剂量计影响.

主要方法:

• 在各种千伏峰值 (kVp) 设置中,在八个多供应商CT系统上使用幻影扫描生成HU-to-relative电子密度 (RED) 和质量密度 (MD) 校准曲线.
• 从多kVp数据集中推导出分片回归PCT (PCT-RED,PCT-MD).
• 重新计算了20个息性放射治疗计划 (VMAT/IMRT),使用PCT与Acuros XB和Anisotropic Analytical Algorithm (AAA) 剂量计算引擎进行PCT,将结果与扫描仪特定校准进行比较,并评估DVH指标和3D马分析.

主要成果:

• 在PCT和扫描器特定曲线之间的剂量分布差异很小,对标和有风险的器官 (OAR) 的中位数剂量差异<1.0%.
• 虽然一些剂量-体积组图 (DVH) 度量显示出统计学上显著的差异 (p < 0.05),但它们仍在临床可接受范围内.
• 所有的计划都实现了高的马通过率 (>99%在1%/1mm),证实了PCT方法的稳定性和准确性.

结论:

• 基于多供应商的放射治疗诊断CT数据的新型CT校准模型已成功开发和验证.
• 这种多供应商的方法提供了实际的默认校准曲线,特别是当扫描仪的特定校准是不可行的.
• 拟议的PCT通过基于dCT的治疗规划,在保持剂量计准确性的同时,促进了资源高效,无模拟的放射治疗工作流程.