Study of novel techniques for verification imaging and patient dose reconstruction in external beam radiation therapy
Notice bibliographique
Résumé
Treatment delivery verification is an essential step of radiotherapy. The purpose of this thesis is to develop new methods to improve the verification of photon and electron beam radiotherapy treatments. This is achieved through developing and testing (1) a way to acquire portal images during electron beam treatments, (2) a method to reconstruct the dose delivered to patients during photon beam treatments and (3) a technique to improve image quality in kilovoltage (kV) cone beam computed tomography (CBCT) by correcting for scattered radiation. The portal images were acquired using the Varian CL21EX linac and the Varian aS500 electronic portal imaging device (EPID). The EGSnrc code was used to model fully the CL21EX, the aS500 and the kV CBCT system. We demonstrate that portal images of electron beam treatments with adequate contrast and resolution can be produced using the bremsstrahlung photons portion of the electron beam. Monte Carlo (MC) calculations were used to characterize the bremsstrahlung photons and to obtain predicted images of various phantoms. The technique was applied on a head and neck patient. An algorithm to reconstruct the dose given to patients during photon beam radiotherapy was developed and validated. The algorithm uses portal images and MC simulations. The primary fluence at the detector is back-projected through the patient. CT geometry to obtain a reconstructed phase space file. The reconstructed phase space file is used to calculate the reconstructed dose to the patient using MC simulations. The reconstruction method was validated in homogeneous and heterogeneous phantoms for conventional and IMRT fields. The scattered radiation present in kV CBCT images was evaluated using MC simulations. Simulated predictions of the scatter distribution were subtracted from CBCT projection images prior to the reconstruction to improve the reconstructed image quality. Reducing the scattered radiation was found to improve contrast and reduce shading artifacts. MC simulations, in combination with experimental techniques, have been shown to be valuable tools in the development of treatment verification methods. The three novel methods presented in this thesis contribute to the improvement of radiotherapy treatment verification. They can potentially improve treatment outcome by ensuring a better target coverage.
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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 | 0,004 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».