Performance of a Novel Frameless and Maskless Robotic Head Motion Compensation System for Stereotactic Radiosurgery in a Realistic Clinical Environment with Healthy Volunteers
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Stereotactic radiosurgery (SRS) is a nonsurgical method for treating brain abnormalities and small tumors. Traditional high-accuracy SRS requires a rigid metal head frame screwed into the skull, which causes discomfort and reduces patient compliance. Thermoplastic masks offer a less invasive alternative but compromise accuracy because of flexing and are often still uncomfortable. To address these issues, we developed a novel robotic head motion compensation (RHMC) device that enables frameless and maskless SRS. METHODS AND MATERIALS: A compact, portable RHMC device was developed that can be quickly attached to or detached from the end of a linear accelerator treatment table. Real-time 6° head position tracking was performed using 3-dimensional surface-guided radiation therapy imaging, which was fed into the robot control computer. Device performance was evaluated by administering virtual SRS treatments to a phantom and 20 healthy volunteers, simulating a clinical environment but without delivering radiation. The primary success metric was defined as maintaining the 6D target position under a 1.0 mm and 1.0° threshold for more than 95% of beam-on time (denoted as DC95%_1.0 mm and 1.0°). RESULTS: Two of the 20 volunteers were excluded because of incompatibility with the RHMC device. Among the remaining 18 volunteers, the DC95%_1.0 mm and 1.0° success metric was achieved in all cases. Without the RHMC device, 9 of the 18 volunteers were able to meet this metric. For a tighter tolerance of DC95%_1.0 mm and 0.5°, 17 volunteers achieved the metric with the RHMC device, compared with 4 without. For a tolerance of 1.0 mm and 1.0°, across all 18 volunteers, the mean and range were 99% and 96% to 100% using the RHMC device, respectively, compared with 73% and 9% to 100% without the RHMC device. CONCLUSIONS: The RHMC device effectively maintained accurate head motion control under simulated clinical conditions, achieving the DC95%_1.0 mm and 1.0° success metric for all suitable candidates. This technology has the potential to enable frameless and maskless SRS delivery within or better than current standard-of-care tolerance guidelines.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».