弹簧 - 阻尼系统应用于临床肺部肿瘤运动数据
医学物理
2020-06-05 v1
摘要
开发了一种基于 Voigt 模型的弹簧 - 阻尼系统，用于模拟肺部放射治疗期间腹部呼吸运动与肿瘤运动之间的相关性。该模型应用于来自 10 名患者的 52 个治疗射束的临床数据，这些患者在日本札幌的三菱实时放射治疗系统上接受治疗。在第一阶段，针对每位患者和每个射束优化模型参数，以确定参考值并研究该模型描述数据的能力。在第二阶段，将针对单个射束确定的每位患者的最优参数应用于其他射束的数据，以研究特定于射束的一组模型参数是否足以模拟整个治疗过程中的肿瘤运动。在第一阶段，所有单独优化的射束数据的基线均方根 (RMS) 残差为 0.90 ± 0.40 mm。在第二阶段，发现基于单个射束的患者特异性模型参数能够紧密模拟肿瘤位置，即使对于不规则射束数据也是如此，其 RMS 误差相对于第一阶段值的平均增加量为 0.37 mm。平均而言，第一阶段和第二阶段获得的肿瘤位置模型输出分别在 95% 的时间内处于 2.0 mm 和 2.6 mm 的绝对界限内。该模型能够处理输入数据的基线、振幅和频率变化，以及输入肿瘤信号与输出腹部信号之间的相移。这些结果表明，在第一次治疗期间或之前收集患者特异性模型参数，然后在剩余治疗期内保留这些参数是可行的。该模型在肺部肿瘤放射治疗过程中具有临床应用潜力。
引用
@article{arxiv.1209.0226,
title = {Application of a spring-dashpot system to clinical lung tumor motion data},
author = {E. J. Ackerley and A. E. Cavan and P. L. Wilson and R. I. Berbeco and J. Meyer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1209.0226},
year = {2020}
}