Dosimetric impact of a robust optimization approach to mitigate effects from rotational uncertainty in prostate intensity‐modulated brachytherapy
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Intensity‐modulated brachytherapy (IMBT) is an emerging technology for cancer treatment, in which radiation sources are shielded to shape the dose distribution. The rotatable shields provide an additional degree of freedom, but also introduce an additional, directional, type of uncertainty, compared to conventional high‐dose‐rate brachytherapy (HDR BT). Purpose We propose and evaluate a robust optimization approach to mitigate the effects of rotational uncertainty in the shields with respect to planning criteria. Methods A previously suggested prototype for platinum‐shielded prostate 169 Yb‐based dynamic IMBT is considered. We study a retrospective patient data set (anatomical contours and catheter placement) from two clinics, consisting of six patients that had previously undergone conventional 192 Ir HDR BT treatment. The Monte Carlo‐based treatment planning software RapidBrachyMCTPS is used for dose calculations. In our computational experiments, we investigate systematic rotational shield errors of ±10° and ±20°, and the same systematic error is applied to all dwell positions in each scenario. This gives us three scenarios, one nominal and two with errors. The robust optimization approach finds a compromise between the average and worst‐case scenario outcomes. Results We compare dose plans obtained from standard models and their robust counterparts. With dwell times obtained from a linear penalty model (LPM), for 10° errors, the dose to urethra () and rectum ( and ) increase with up to 5% and 7%, respectively, in the worst‐case scenario, while with the robust counterpart, the corresponding increases were 3% and 3%. For all patients and all evaluated criteria, the worst‐case scenario outcome with the robust approach had lower deviation compared to the standard model, without compromising target coverage. We also evaluated shield errors up to 20° and while the deviations increased to a large extent with the standard models, the robust models were capable of handling even such large errors. Conclusions We conclude that robust optimization can be used to mitigate the effects from rotational uncertainty and to ensure the treatment plan quality of IMBT.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 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) | 0,001 | 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 ».