RapidBrachyIVBT: A dosimetry software for patient‐specific intravascular brachytherapy dose calculations on optical coherence tomography images
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Coronary artery disease is the most common form of cardiovascular disease. It is caused by excess plaque along the arterial wall, blocking blood flow to the heart (stenosis). A percutaneous coronary intervention widens the arterial wall with the inflation of a balloon inside the lesion area and leaves behind a metal stent to prevent re‐narrowing of the artery (restenosis). However, in‐stent restenosis may occur due to damage to the arterial wall tissue, triggering neointimal hyperplasia, producing fibrotic and calcified plaques and narrowing the artery again. Drug‐eluting stents, which slowly release medication to inhibit neointimal hyperplasia, are used to prevent in‐stent restenosis but fail up to 20% of cases. Coronary intravascular brachytherapy (IVBT), which uses ‐emitting radionuclides to prevent in‐stent restenosis, is used in these failed cases to prevent in‐stent restenosis. However, current clinical dosimetry for IVBT is water‐based, and heterogeneities such as the guidewire of the IVBT device, fibrotic and calcified plaques and stents are not considered. Purpose This study aimed to develop a Monte Carlo‐based dose calculation software, accounting for patient‐specific geometry from Optical Coherence Tomography (OCT) images. Methods RapidBrachyIVBT, a Monte Carlo dose calculation software based on the Geant4 toolkit v. 10.02.p02, was developed and integrated into RapidBrachyMCTPS, a treatment planning system for brachytherapy applications. The only commercially available IVBT delivery system, the Novoste Beta‐Cath 3.5F, with a source train, was modeled with 30, 40, and 60 mm source train lengths. The software was validated with published TG‐149 parameters compared to Monte Carlo simulations in water. The dose calculation engine was tested with OCT images from a patient undergoing coronary IVBT for recurrent in‐stent restenosis at Brigham and Women's Hospital in Boston, Massachusetts. Considering the heterogeneities, the images were segmented and used to calculate the absorbed dose to water and the absorbed dose to medium. The prescribed dose was normalized to 23 Gy at 2.0 mm from the source center, which is the target volume in IVBT. Results The dose rate values in water obtained using RapidBrachyIVBT aligned with TG‐149 consensus values, showing agreement within a range of 0.03% to 1.7%. Considering the heterogeneities present in the patient's OCT images, the absorbed dose in the entire artery segment was up to 77.5% lower, while within the target volume, it was up to 56.6% lower, compared to the dose calculated in a homogeneous water phantom. Conclusion RapidBrachyIVBT, a Monte Carlo dose calculation software for IVBT, was developed and successfully integrated into RapidBrachyMCTPS, a treatment planning system for brachytherapy applications, where accurate attenuation of the absorbed dose by heterogeneities is considered.
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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 | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,018 | 0,004 |
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 ».