Automated treatment planning for a dedicated multi‐source intra‐cranial radiosurgery treatment unit accounting for overlapping structures and dose homogeneity
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: The purpose of this work is to advance the two-step approach for Gamma Knife(®) Perfexion™ (PFX) optimization to account for dose homogeneity and overlap between the planning target volume (PTV) and organs-at-risk (OARs). METHODS: In the first step, a geometry-based algorithm is used to quickly select isocentre locations while explicitly accounting for PTV-OARs overlaps. In this approach, the PTV is divided into subvolumes based on the PTV-OARs overlaps and the distance of voxels to the overlaps. Only a few isocentres are selected in the overlap volume, and a higher number of isocentres are carefully selected among voxels that are immediately close to the overlap volume. In the second step, a convex optimization is solved to find the optimal combination of collimator sizes and their radiation duration for each isocentre location. RESULTS: This two-step approach is tested on seven clinical cases (comprising 11 targets) for which the authors assess coverage, OARs dose, and homogeneity index and relate these parameters to the overlap fraction for each case. In terms of coverage, the mean V99 for the gross target volume (GTV) was 99.8% while the V95 for the PTV averaged at 94.6%, thus satisfying the clinical objectives of 99% for GTV and 95% for PTV, respectively. The mean relative dose to the brainstem was 87.7% of the prescription dose (with maximum 108%), while on average, 11.3% of the PTV overlapped with the brainstem. The mean beam-on time per fraction per dose was 8.6 min with calibration dose rate of 3.5 Gy/min, and the computational time averaged at 205 min. Compared with previous work involving single-fraction radiosurgery, the resulting plans were more homogeneous with average homogeneity index of 1.18 compared to 1.47. CONCLUSIONS: PFX treatment plans with homogeneous dose distribution can be achieved by inverse planning using geometric isocentre selection and mathematical modeling and optimization techniques. The quality of the obtained treatment plans are clinically satisfactory while the homogeneity index is improved compared to conventional PFX plans.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| 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) | 0,002 | 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 ».