放射治疗X射线诱导声信号随吸收参数变化的简单解析模型
医学物理
2018-01-19 v1
摘要
基于治疗性XA（X射线诱导声信号）振幅的剂量依赖性进行图像重建并用于剂量映射是可行的。我们基于吸收过程的物理模型，进一步给出了声信号关于吸收参数的显式参数化。第一步是通过解析积分技术求解控制热吸收-压力诱导过程的热声方程，得到点剂量吸收产生的压力波形。然后，基于流体介质中压力波的互易原理，将点剂量梯度诱导的声信号推广到均匀球形三维剂量分布的表面剂量梯度，从而得到临床相关的检测点XA信号轮廓。对均匀球形剂量分布表面在X射线照射 水面区域、由脉冲以 mGy/脉冲递送所诱导的治疗性XA信号在时域和频域进行了模拟。对先前经验研究中获得的XA波进行了模拟，并从波形和相对振幅方面进行了比较。考虑到此前关于该主题的研究，我们认为本研究的重大意义在于奠定了一种新颖且自洽的解析方法的基础，可基于能量传递过程的物理参数化来模拟治疗性X射线声波。这不仅结合场大小、脉冲持续时间、每脉冲吸收剂量等医学相关参数以及求解光声方程所用的物理假设，使人们对这一医学技术背后的物理现象有了更好的理解，而且给出了与先前实验及k-Wave结果一致的模拟结果。
引用
@article{arxiv.1801.05956,
title = {Simple analytic model for radiotherapeutic X-ray induced acoustic signal as a function of absorption parameters},
author = {Canberk Sanli and Esra Aytac Kipergil and Mehmet Burcin Unlu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.05956},
year = {2018}
}