Dosimetric impact of positional uncertainties and a robust optimization approach for rectal intensity‐modulated brachytherapy
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Intensity‐modulated brachytherapy (IMBT) employs rotating high‐Z shields during treatment to decrease radiation in certain directions and conform the dose distribution to the target volume. Prototypes for dynamic IMBT have been proposed for prostate, cervical, and rectal cancer. Purpose We considered two shielded applicators for IMBT rectal cancer treatment and investigated how rotational uncertainties in the shield angle and translational uncertainties in the source position affect plan evaluation criteria. Methods The effect of rotational errors of , and , and translational errors of 1, 2 and 3 mm on evaluation criteria were investigated for shields with and emission windows. Further, a robust optimization approach based on quadratic penalties that includes scenarios with errors was proposed. The extent to which dosimetric effects of positional errors can be mitigated with this model was evaluated compared to a quadratic penalty model without scenarios with errors. A retrospective rectal cancer data set of ten patients was included in this study. Treatment planning was performed using the Monte Carlo‐based treatment planning system, RapidBrachyMCTPS. Results For the largest investigated rotational error of , the clinical target volume remained, on average, within of the result without error, while the contralateral healthy rectal wall experienced an increase in the mean , , and of , , and for the shield and of 32%, 9%, and 2% for the shield. For translational errors of mm, there were increases in dosimetric indices for both the superior (sup) and inferior (inf) dose spill regions. Specifically, for the shield, the , , and increased by , , and , respectively, for the sup region, and by , , and , respectively, for the inf region. Similar results were obtained with the shield. Overall, the robust and traditional models had similar results. However, the number of active dwell positions obtained with the robust model was larger, and the longest dwell time was shorter. Conclusions We have quantified the effect of rotational shield and translational source errors of various magnitudes on evaluation criteria for rectal IMBT. The robust optimization approach was generally not able to mitigate positional errors. However, it resulted in more homogeneous dwell times, which can be beneficial in conventional high‐dose‐rate brachytherapy to avoid hot spots around specific dwell positions.
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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 | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| 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 ».