一种基于质子射程测量优化患者特异性 HU-SP 标定曲线的方法
医学物理
2018-09-07 v1
摘要
质子放射治疗有望将剂量精确投递至肿瘤，并对所有其他组织沉积最小剂量。然而在实践中，由于噪声数据和各类误差，计划剂量分布可能不符合实际分布。其中一种误差来源于 Hounsfield 单位（HU）到质子阻止本领（SP）转换的可能不准确。我们提出一种基于计划 CT 和治疗期间获取的质子射程测量来改进标定曲线（CC）的方法。射程数据使用虚拟 CC 和计划 CT 模拟生成。射程数据被赋予两类噪声：由患者摆位误差引起的射程偏移；以及由测量不精确（包括射程测量装置未对准）引起的射程噪声。该方法由两部分组成。第一部分涉及将水等效路径长度（WEPL）图按计划 CC 与虚拟 CC 之差引起的射程偏移进行泰勒展开。然后显式求解射程偏移，得到两个 CC 之差的多项式函数。第二部分在于最小化一个关联虚拟 CC 所致射程与优化 CC 所致射程的评分函数。在十种不同的 CC 上测试，我们的结果表明，在收集数个分次（少于 10）的射程数据后，优化 CC 使射程差异整体减小。更确切地说，平均而言，CC 的不确定性从 2.67% 降至 1.62%，而 WEPL 偏差的平均值从 2.14% 降至 0.74%。我们的方法相对于其他方法的优势在于：1）其速度，2）其所需的射程数据是在治疗过程中获取的，因此不会给患者带来额外剂量负担。
引用
@article{arxiv.1809.01858,
title = {A method to optimize patient specific HU-SP calibration curve from proton range measurements},
author = {Jaroslav Albert and Rudi Labarbe and Edmond Sterpin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.01858},
year = {2018}
}