Development and clinical introduction of an inverse planning dose optimization by simulated annealing (IPSA) for high dose rate brachytherapy
Notice bibliographique
Résumé
High dose rate brachytherapy is a promising radiation treatment modality that uses temporarily implanted catheters to deliver the curative dose directly in the tumor. A programmable robotic device (the afterloader) moves a single tiny radioactive source (192Ir) along the catheters using a flexible cable attached to the source. With this flexible system, a wide variety of dose distributions can be generated from a given implant simply by adjusting the length of time (dwell time) that the source dwells at any location within the implanted catheters (dwell position). The challenge is to select the optimal sequence of dwell times related to the unique clinical situation of each patient. This treatment‐planning problem can be formalized as a combinatorial optimization problem. The optimization algorithm presented in this thesis is conceived to perform this task. An inverse planning (IP) approach has been adopted to guide the optimization process. This means that the optimization is guided by clinical objectives described by means of dose constraints specified to each digitized anatomical structure. A simulated annealing (SA) optimization engine has been designed to solve this particular problem in a short time for clinical applications (about ). This inverse planning by simulated annealing (IPSA) algorithm has been successfully implanted in four institutions: UCSF(1), CHUQ(2), NIH(3), CAV(4). At the moment of writing this thesis, more than 300 patients have been treated at these institutions for a wide variety of anatomical sites. Clinical studies performed by clinicians using IPSA demonstrated that the algorithm produces superior treatment plans from a dosimetric point of view than the conventional method using geometrical optimization. IPSA improves the target dose coverage while minimizing the dose delivered to organs at risk and provides consistent results from one patient to another. Both dosimetric indices and overall procedure time were improved with the clinical introduction of IPSA.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».