Automated treatment planning for a dedicated multi‐source intracranial radiosurgery treatment unit using projected gradient and grassfire algorithms
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: The purpose of this work is to develop a framework to the inverse problem for radiosurgery treatment planning on the Gamma Knife(®) Perfexion™ (PFX) for intracranial targets. METHODS: The approach taken in the present study consists of two parts. First, a hybrid grassfire and sphere-packing algorithm is used to obtain shot positions (isocenters) based on the geometry of the target to be treated. For the selected isocenters, a sector duration optimization (SDO) model is used to optimize the duration of radiation delivery from each collimator size from each individual source bank. The SDO model is solved using a projected gradient algorithm. This approach has been retrospectively tested on seven manually planned clinical cases (comprising 11 lesions) including acoustic neuromas and brain metastases. RESULTS: In terms of conformity and organ-at-risk (OAR) sparing, the quality of plans achieved with the inverse planning approach were, on average, improved compared to the manually generated plans. The mean difference in conformity index between inverse and forward plans was -0.12 (range: -0.27 to +0.03) and +0.08 (range: 0.00-0.17) for classic and Paddick definitions, respectively, favoring the inverse plans. The mean difference in volume receiving the prescribed dose (V(100)) between forward and inverse plans was 0.2% (range: -2.4% to +2.0%). After plan renormalization for equivalent coverage (i.e., V(100)), the mean difference in dose to 1 mm(3) of brainstem between forward and inverse plans was -0.24 Gy (range: -2.40 to +2.02 Gy) favoring the inverse plans. Beam-on time varied with the number of isocenters but for the most optimal plans was on average 33 min longer than manual plans (range: -17 to +91 min) when normalized to a calibration dose rate of 3.5 Gy/min. In terms of algorithm performance, the isocenter selection for all the presented plans was performed in less than 3 s, while the SDO was performed in an average of 215 min. CONCLUSIONS: PFX inverse planning can be performed using geometric isocenter selection and mathematical modeling and optimization techniques. The obtained treatment plans all meet or exceed clinical guidelines while displaying high conformity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».