垂直 CT 系统用于直立式放射治疗模拟与治疗计划的技术评估
摘要
目的：表征具有六自由度患者定位系统的直立式 CT 扫描仪的图像质量、剂量和剂量计算精度。方法：测量 120 kVp 和 200 mAs 下的图像剂量 (CTDIvol)。使用 ACR-464 假脑盘评估图像质量。通过已知材料插入内的均值 CT 数值的准确性以及均匀性（中心与周边值差）来评估。通过可见线对和调制传递函数 (MTF) 来评估高对比度分辨率。用对比度-噪声比 (CNR) 对低对比度性能进行量化。评估 fiducials 间 100 mm 距离的空间完整性。进行 Hounsfield 单位到质量密度和停止功率比的校准。对胸部假脑盘上的 upright CT 扫描进行质子和光子治疗计划优化，分别在异质和均质区域。剂量在注册的卧姿 CT 扫描上进行前向计算，并通过 3D gamma 分析进行评估。结果：CT 图像剂量 (CTDIvol) 在 16 cm 头部假脑盘为 23.5 mGy，在 32 cm 体部假脑盘为 10.1 mGy。均值 CT 数 (HU) 在水 (1.7) 和乙烯 (120.8) 的范围内。CT 数在空气 (-950.4)、聚乙烯 (-78.8) 和骨 (823.0) 时略偏离预期值 (5-27 HU)。图像均匀性在 20 cm 和 48 cm 直径假脑盘分别为 20.2 HU 和 35.0 HU。可见 8 条高对比度线对。MTF 在 50%处为 4.4 cm⁻¹，在 10%处为 7.1 cm⁻¹。中位数 CNR 为 0.93，低于 1.0 容差。空间完整性为 0.36 mm。光子和质子计划的 gamma 通过率分别为 99.8%（1%/1mm 标准）和 90.6%，所有计划在 3%/2mm 标准下均 ≥98.0%。结论：直立式 CT 的图像质量和剂量计算精度对于光子和质子放射治疗是可接受的。
引用
@article{arxiv.2510.21990,
title = {Technical assessment of a novel vertical CT system for upright radiotherapy simulation and treatment planning},
author = {Jordan M. Slagowski and Yuhao Yan and Jessica R. Miller and John W. Hayes and Carson A. Hoffman and Minglei Kang and Carri K. Glide-Hurst},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.21990},
year = {2025}
}