Catheters and dose optimization using a modified CVT algorithm and multi‐criteria optimization in prostate HDR brachytherapy
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Currently, in high-dose rate (HDR) brachytherapy planning, the catheter's positions are often selected by the planner, which involves the planner's experience. The catheters are then inserted using a template that helps to guide the catheters. For certain applications, it is of interest to choose the optimal location and number of catheters needed for dose coverage and potential decrease of the treatment's toxicity. Hence, it is of great importance to develop patient-specific algorithms for catheters and dose optimization. METHODS: A modified Centroidal Voronoi tessellation (CVT) algorithm is implemented and merged with a graphics processing unit (GPU)-based multi-criteria optimization algorithm (gMCO). The CVT algorithm optimizes the catheters' positions, and the gMCO algorithm optimizes the dwell times and dwell positions. The CVT algorithm can be used simultaneously for insertion with or without a template. Some improvements to the CVT algorithm are presented such as a new way of considering the area that needs to be covered. One hundred eight previously treated prostates HDR cases using real-time ultrasound are used to evaluate the different optimization procedures. The plan robustness is evaluated using two types of errors: deviations (random) in the insertion and deviation (systematic) in the reconstruction of the catheters. RESULTS: Using gMCO on clinically inserted catheter increases the acceptance rate by 37% for Radiation Therapy Oncology Group (RTOG) criteria. Our results show that all the patients respect RTOG criteria with 11 catheters using CVT+gMCO with a template of 5 mm. The number of catheters needed for all patients to respect RTOG criteria with the freehand technique is 10 catheters using CVT+gMCO. When deviations are introduced, using a template, the acceptance rate goes to 85% with 3 mm deviations using 11 catheters. This decrease is less significant when the number of catheters is higher, decreasing by less than 5% with a 3 mm deviation using 13 catheters or more. In conclusion, it is feasible to decrease the number of catheters needed to treat most patients. CONCLUSIONS: Some cases still need a high number of catheters to reach the plan's criteria. Using gMCO allows an increase in the plan quality, while using CVT reduces the number of catheters. A higher number of catheters equates to plans that are more robust to deviations.
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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 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| 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) | 0,001 | 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 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 ».