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重叠体积直方图描述子的计算方法和其在鼻咽癌IMRT计划检索中的应用 被引量：5
1
作者 王东东 周正东 +3 位作者 宋威 李兵 沈君姝 朱锡旭 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期373-378,共6页
调强放射治疗(IMRT)计划制定效率不高、难以保证治疗计划的高质量是目前调强放射治疗技术中一直存在的问题之一,基于形状的IMRT计划检索技术为缩短IMRT计划制定周期、提高放射治疗计划质量提供了一种新方法。本研究建立了一种适用于IMR... 调强放射治疗(IMRT)计划制定效率不高、难以保证治疗计划的高质量是目前调强放射治疗技术中一直存在的问题之一,基于形状的IMRT计划检索技术为缩短IMRT计划制定周期、提高放射治疗计划质量提供了一种新方法。本研究建立了一种适用于IMRT计划检索的重叠体积直方图(OVH)形状关系的关系描述算子,提出一种基于Matlab的计算方法。利用一例临床实际的鼻咽癌病例分析了OVH描述子的描述特性,利用22例临床鼻咽癌IMRT计划研究了其形状关系检索的性能。实验结果表明OVH描述子能够简洁的描述放疗三维场景中靶区和危及器官间的三维形状关系特征,并且能够有效检索出相似度较高的一组形状,适合于基于形状的IMRT计划检索。 展开更多
关键词 重叠体积直方图 形状关系描述算子 调强放射治疗 放疗计划优化
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基于形态学的OVH描述子计算方法及其在放疗计划检索中的应用
2
作者 周正东 张雯雯 +1 位作者 余子丽 陈元华 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期856-860,共5页
提出了一种基于形态学的OVH描述子计算方法,并评估了其在IMRT计划检索方面的性能.首先,将靶区与危及器官之间的最小距离和最大距离分别作为靶区收缩/扩张的起始点和终止点,并根据此最小距离和最大距离确定收缩/扩张的合适步长;然后,利... 提出了一种基于形态学的OVH描述子计算方法,并评估了其在IMRT计划检索方面的性能.首先,将靶区与危及器官之间的最小距离和最大距离分别作为靶区收缩/扩张的起始点和终止点,并根据此最小距离和最大距离确定收缩/扩张的合适步长;然后,利用形态学膨胀/腐蚀原理对病例的计算机断层扫描数据进行处理,完成OVH描述子的有效计算;最后,以OVH曲线之间的面积为度量尺度,利用28个鼻咽癌病例评价了基于OVH描述子的IMRT计划检索的性能.实验结果表明,该方法能够有效准确地计算出OVH描述子,利用OVH描述子能够有效检索出形状相似度较高的病例. 展开更多
关键词 IMRT计划检索 重叠体积直方图 形态学 膨胀 腐蚀
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基于预测剂量引导的宫颈癌自动计划研究
3
作者 黄仕雄 杨松华 +2 位作者 王亮 余功奕 倪千喜 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2020年第9期1101-1106,共6页
目的:使用机器学习方法建立宫颈癌计划剂量预测回归模型,并将预测剂量引导生成Monaco计划系统(TPS)可调用的优化模板文件,实现宫颈癌的自动计划设计。方法:对50例宫颈癌术后调强治疗计划中的危及器官采集基于重叠体积直方图的几何特征... 目的:使用机器学习方法建立宫颈癌计划剂量预测回归模型,并将预测剂量引导生成Monaco计划系统(TPS)可调用的优化模板文件,实现宫颈癌的自动计划设计。方法:对50例宫颈癌术后调强治疗计划中的危及器官采集基于重叠体积直方图的几何特征值和基于剂量直方图的剂量目标值,建模后将模型预测剂量结果自动生成Monaco TPS模板文件,进而由TPS调用优化。使用该方法对另外10例未参与模型训练的测试病例进行自动计划设计,并和人工设计的计划进行对比分析。结果:自动计划比手动计划的平均设计时间减少了40 min(P<0.05),且平均调优次数降低了3次(P<0.05),剂量学指标和计划执行效率上两者无明显差异(P>0.05)。结论:基于预测剂量引导的宫颈癌自动计划可以达到临床要求,并且提高了计划设计效率。 展开更多
关键词 宫颈癌 重叠体积直方图 机器学习 自动计划 PYTHON Monaco
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基于鼻咽癌危及器官自动分割可变性及剂量学影响
4
作者 张丽媛 胡金炎 +1 位作者 辜石勇 魏夏平 《中华放射医学与防护杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期944-952,共9页
目的探讨鼻咽癌危及器官(OAR)自动分割轮廓的调整范围,并评估来自不同源头的轮廓对放疗计划剂量效应的影响。方法对25例临床早期鼻咽癌患者的脊髓、脑干、视神经、视交叉、腮腺、口腔、下咽和下颌骨进行放疗专家勾画、深度学习和图谱库... 目的探讨鼻咽癌危及器官(OAR)自动分割轮廓的调整范围,并评估来自不同源头的轮廓对放疗计划剂量效应的影响。方法对25例临床早期鼻咽癌患者的脊髓、脑干、视神经、视交叉、腮腺、口腔、下咽和下颌骨进行放疗专家勾画、深度学习和图谱库自动勾画,以及专家对这些自动勾画的校正,形成共5个结构集。靶区及其他OAR的专家轮廓被复制到上述图像中用于后续研究。计算结构集的戴斯相似性系数(DSC)。以专家轮廓优化的放疗计划为模板,为每个结构集生成相应的放疗计划和剂量分布。定义专家轮廓及经专家校正的自动轮廓为临床轮廓,设定3个研究目标观察者内临床轮廓变化的剂量学效应、轮廓变化对计划优化的影响和轮廓变化对计划评估的影响。结果视觉通路平均DSC为0.62±0.10,低于其他OAR的0.86±0.04,经专家校正后,深度学习和图谱库勾画轮廓的DSC分别提高了7.61%和10.69%。在观察者内临床轮廓变化的剂量效应中,视交叉Dmax最大为(3.96±6.02)Gy,而下咽Dmean最小为(0.81±0.55)Gy。在专家轮廓上评估轮廓变化对计划优化影响中,脊髓、脑干、视神经和视交叉的剂量差异(ΔD)分别有22%、14%、46%和42%超过±3 Gy,而其他OAR的ΔD超过±3 Gy的比例仅2%。经过专家校正后,自动轮廓与专家轮廓的ΔD有所减小,其中视神经和视交叉超过±3 Gy的ΔD分别降低了16%和14%。当重叠体积直方图(OVH)平均距离超过3.5 cm时,ΔDmax均在±3 Gy内;当OVH平均距离>1.5 cm时,ΔDmean均在±2 Gy内。深度学习和图谱库轮廓分别有50.0%±17.3%和52.6%±19.3%患者剂量落在临床勾画剂量范围内;脊髓、视神经和视交叉Dmax及下颌骨D1 cm3两种自动轮廓剂量落在临床轮廓范围的患者数差异具有统计学意义(t=-4.24、-3.99、-3.16、3.51,P<0.05)。结论专家参考不同来源的自动勾画结果校正后仍显示出一定的几何差异,校正降低了自动勾画轮廓对计划优化的影响,OVH平均距离是判定剂量差异的重要特征,对于小体积和距离靶区较近串行器官,自动分割应用于临床前需进行细致的校正。 展开更多
关键词 危及器官 自动分割 剂量差异 重叠体积直方图
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基于数据库的宫颈癌自动调强计划设计可行性研究 被引量：2
5
作者 陈济鸿 柏朋刚 +6 位作者 陈文娟 陈开强 李奇欣 张秀春 戴艺涛 翁星 钱杰伟 《中华放射肿瘤学杂志》 CSCD 北大核心 2020年第2期141-145,共5页
目的基于重叠体积直方图(OVH)和优质宫颈癌IMRT计划数据库,研究并评估宫颈癌IMRT自动计划的可行性。方法选取200例宫颈癌患者的优质IMRT计划和OVH,建立OVH和优质计划数据库。另选取26例宫颈癌病例作为测试病例,自编程序实现OVH数据至图... 目的基于重叠体积直方图(OVH)和优质宫颈癌IMRT计划数据库,研究并评估宫颈癌IMRT自动计划的可行性。方法选取200例宫颈癌患者的优质IMRT计划和OVH,建立OVH和优质计划数据库。另选取26例宫颈癌病例作为测试病例,自编程序实现OVH数据至图像转化及图像相似度计算。选取图像相似度最高的数据库病例的计划优化函数,结合Pinnacle3计划系统脚本实现自动计划设计。比较自动计划和手工计划的剂量学参数、计划质量和设计时间。结果与手工计划相比,自动计划的靶区覆盖、适形性、均匀性相当(P>0.05);直肠V40、V45和平均剂量分别下降了6.1%、1.3%和50.7 cGy(P<0.05),小肠和股骨头的平均剂量分别下降了31.7 cGy和188.9 cGy(P<0.05),髂骨的平均剂量下降了92.3 cGy(P>0.05)。自动计划降低了71%的计划设计时间。结论基于OVH和优质宫颈癌IMRT计划数据库所设计的宫颈癌自动调强计划,不仅大大减少了计划设计时间,而且能够在不降低靶区覆盖度、适形性的同时降低正常组织的受照剂量。 展开更多
关键词 宫颈肿瘤/调强放射疗法 重叠体积直方图 自动计划
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基于DVH目标函数的VMAT计划设计研究
6
作者 金建华 储开岳 +4 位作者 商海焦 刘海涛 吴建亭 赵永亮 曹顾飞 《中华放射肿瘤学杂志》 CSCD 北大核心 2015年第6期695-698,共4页
目的：研究基于DVH目标函数设计VMAT计划的新方法，并应用到临床食管癌患者中评估所得计划的剂量学特性和计划效率。方法对12例胸段食管癌患者以常规VMAT计划方式为参照，分别采用基于多目标优化DVH （ MCO？DVH）目标函数和重叠体积预... 目的：研究基于DVH目标函数设计VMAT计划的新方法，并应用到临床食管癌患者中评估所得计划的剂量学特性和计划效率。方法对12例胸段食管癌患者以常规VMAT计划方式为参照，分别采用基于多目标优化DVH （ MCO？DVH）目标函数和重叠体积预测DVH （ OVH？DVH）目标函数设计两组VMAT计划，评估所得VMAT计划的剂量学特性、计划效率。配对t检验组间差异。结果基于DVH目标函数的两组VMAT计划均满足临床要求，与常规VMAT计划相比，靶区适形指数和均匀指数较优（0．77∶0．72，P＝0．017和0．10∶0．12，P＝0．047）；MCO？VMAT计划中OAR双肺V5和脊髓V50优于常规VMAT计划组（54．66∶60．23，P＝0．013和0．98∶0．49，P＝0．037），其他参数相近；与常规 VMAT 计划时间相比，基于 DVH 目标函数的 VMAT 计划设计时间明显缩短（8．2∶19．5， P＝0．023）。结论与常规VMAT计划设计方法相比，基于理想DVH目标函数设计VMAT计划可实现靶区剂量分布更均匀的同时，更好保护OAR且可提高计划效率。 展开更多
关键词 容积调强弧形疗法 多目标优化 重叠体积直方图
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