交叉相关对称指数：束面对称性的另一种数学评估方法
医学物理
2025-09-30 v3
摘要
背景：当前用于量化束面对称性的数学方法对噪声高度敏感，尤其是在束面变化显著的情形下。目的：本研究评估标准放射治疗束面对称性指标的准确性，并将其与称为交叉相关对称指数（Correlative Symmetric Index, CSI）的 proposed 交叉相关基准方法以及结构相似性指数（Structural Similarity Index, SSIM）进行比较。旨在证明 CSI 在噪声容忍度方面优于传统方法。方法：对模拟的非对称束面轮廓（左、右区域相似）进行分析，使用标准和 proposed 对称性指标。为测试各方法对噪声的鲁棒性，还生成了一个带噪声的非对称束面轮廓。使用水箱中测量的各深度束面轮廓，比较各对称性指标在真实临床条件下的性能。结果：在带噪声的非对称情形下，CSI 和 SSIM 的值分别为 0.387 和 0.5401。传统指标如点差比（Point Difference Quotient, PDQ）和基于面积的对称性分别为 0.312 和 0.400。非对称（无噪声）与非对称（有噪声）情形之间的百分比变化分别为 PDQ、基于面积、SSIM 和 CSI 为 11.1%、5.6%、16.25% 和 1.43%。对于临床测量的对称轮廓，所有指标的值均超过 0.9。结论：交叉相关对称指数（CSI）比点阵和基于面积的对称性方法在噪声容忍度方面更具鲁棒性。CSI 提供了可靠的衡量标准，尤其适用于噪声条件下的束面对称性量化。
引用
@article{arxiv.2503.22820,
title = {Correlative Symmetric Index: An alternative mathematical evaluation for beam profile symmetry},
author = {Dalton H Bermudez and Wesley Culberson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.22820},
year = {2025}
}