基于 GPU 的蒙特卡洛模拟对图像引导放射治疗中锥形束 CT 剂量的综合评估
医学物理
2015-06-17 v1
摘要
锥形束 CT (CBCT) 已广泛用于图像引导放射治疗 (IGRT) 中的患者摆位。CBCT 扫描产生的辐射剂量已成为临床关注的问题。本研究的目的包括：1) 对用于 Varian On-Board Imaging (OBI) 系统的基于 GPU 的蒙特卡洛 (MC) 剂量计算包 gCTD 进行调试并测试其计算精度；2) 定量评估 OBI 系统在典型 IGRT 扫描协议下的 CBCT 剂量。我们首先在水模体中进行了剂量测量。gCTD 中使用的 X 射线源模型参数是通过调试过程获得的。通过比较水模体和 CTDI 模体中的计算值与测量值，验证了 gCTD 的精度。我们利用 25 名脑癌患者研究标准剂量头部协议下的剂量，并利用 25 名前列腺癌患者研究盆腔协议和盆腔聚焦协议下的剂量。计算了每个器官的平均剂量，并计算了剂量最高的 2% 体素的平均剂量以量化最大剂量。研究发现，器官的平均剂量值在患者间差异很大。此外，器官内部的剂量分布高度不均匀。最大剂量发现比平均剂量高 1~3 倍（取决于器官），由于骨结构中存在极高剂量区域，全身范围内的最大剂量可高达平均剂量的 8 倍。研究还观察到极高的计算效率，典型病例的 MC 剂量计算时间少于 5 分钟。
引用
@article{arxiv.1309.5044,
title = {Comprehensive Evaluations of Cone-beam CT dose in Image-guided Radiation Therapy via GPU-based Monte Carlo simulations},
author = {Davide Montanari and Enrica Scolari and Chiara Silvestri and Yan J. Graves and Hao Yan and Laura Cervino and Roger Rice and Steve B. Jiang and Xun Jia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.5044},
year = {2015}
}
备注
19 pages, 6 figures, 7 tables