利用锥形束CT投影图像计算肿瘤轨迹与当日剂量
医学物理
2015-01-15 v1
摘要
目的：锥形束CT（CBCT）投影图像在多个呼吸周期上实时提供解剖数据，形成肿瘤运动的全景图。我们开发并验证了一种利用这些投影图像在确定每次治疗分次期间高度活动肿瘤的轨迹和剂量的方法。方法：获取了呼吸运动体模的CBCT图像，其轨迹模拟了高幅度（可达2.5 cm）且具滞后的肺肿瘤。使用模板匹配算法在每张CBCT投影中识别钢制BB球的位置，并计算绝对BB位置的高斯概率密度函数，该函数最佳拟合成像几何中观测到的BB轨迹。研究了轨迹重建的两种改进：第一，利用呼吸相位信息细化轨迹估计（Phase）；第二，利用蒙特卡罗（MC）方法对估计的高斯肿瘤位置分布采样。结果：所有方法下，BB平均位置确定精度优于0.1 mm，轨迹误差平均为标记幅度的3.81.1%。使用Phase方法的剂量计算更准确，平均绝对误差小于0.5%，且在最高噪声轨迹中误差小于1%。基于MC的轨迹防止了剂量高估，但从绝对角度看，增加了少量剂量误差（<0.1%）。结论：利用CBCT投影准确计算了标记物轨迹和靶区当日剂量。该技术提供了一种利用普通CBCT数据评估高度活动肿瘤的方法，并有助于促进更好的策略以减轻或补偿SBRT期间的运动。
引用
@article{arxiv.1501.03406,
title = {Calculating tumor trajectory and dose-of-the-day using cone-beam CT projections},
author = {Bernard L. Jones and David Westerly and Moyed Miften},
journal= {arXiv preprint arXiv:1501.03406},
year = {2015}
}
备注
Submitted to Medical Physics journal, 11 pages, 5 figures