用于指导体外放射治疗运动管理的呼吸运动分析
医学物理
2025-11-24 v1
摘要
体外定向阵列心律失作放射治疗(STAR)用于治疗室间阵列律(VT)，但需要对心肺运动进行ITV膨胀补偿。当前临床r4DCT成像方法受限，重建的r4DCT因未管理的心脏运动伪影而影响对呼吸运动的定量评估。开发了一组群组表面到表面形变图像配准(DIR)算法，命名为gCGF。在gCGF中引入了新颖的主成分滤波(PCF)机制和空间平滑机制，用于在平均呼吸相位CT到十个r4DCT相位的心脏轮廓上进行迭代配准，同时从周期性呼吸运动中移除随机心脏运动。通过在8个数字幻象上进行定量验证，验证了群组DIR方法的性能。在模拟心脏伪影的数字幻象上进行消除实验，以比较gCGF与另一套同类最先进的群组DIR方法。将gCGF应用于20例STAR患者的r4DCT，以分析心脏的呼吸运动。数字幻象上的验证显示，gCGF实现了平均目标注册误差为0.63±0.51 mm，成功实现了相位平滑度并减少了心脏运动伪影。在所有STAR患者中，心脏的最大和平均呼吸运动幅度范围为3.6至7.9 mm和1.0至2.6 mm。峰峰运动范围为6.2至14.7 mm。对于VT靶点，最大和平均运动幅度范围为3.0至6.7 mm和0.8至2.9 mm。观察到第一主成分运动方向的显著主导性(p=0)。
引用
@article{arxiv.2511.16775,
title = {A Respiratory Motion Analysis for Guiding Stereotactic Arrhythmia Radiotherapy Motion Management},
author = {Yuhao Wang and Yao Hao and Hongyu An and H Michael Gach and Clifford Robinson and Phillip S Cuculich and Deshan Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.16775},
year = {2025}
}