基于DMLC的呼吸运动追踪的四维放射治疗规划

四维（4D）放射治疗是在放射治疗的成像、规划和实施过程中明确考虑解剖结构的时间变化。解剖结构的时间变化可能由于多种原因而发生，但本研究的重点是肺肿瘤的呼吸运动。本研究的目的是开发基于DMLC的呼吸运动追踪的四维放射治疗计划方法。用于治疗规划的四维计算机断层扫描（CT）包括在不同呼吸阶段采集的八组3D CT图像集。通过可变形图像配准，将每个CT图像集从吸气峰值呼吸相映射到相应的后续呼吸阶段的CT图像集。可变形配准允许在吸气峰值CT上定义的轮廓自动转移到其他呼吸阶段的CT图像集。使用自动脚本在八个3D图像集上同时进行治疗规划，其中MLC定义的光束孔径符合PTV（在这种情况下，由于CT扫描长度的限制，PTV等于GTV）以及每个呼吸阶段的边缘。每个呼吸阶段CT图像集的剂量分布被映射回吸气峰值CT图像集以进行分析。四维规划的治疗意图是由DMLC定义的辐射光束根据呼吸信号跟踪呼吸引起的靶点运动，并反馈到实时MLC控制器。观察到肺肿瘤和正常组织的呼吸变形。通过检查图像集之间高对比度物体（如肺和脊髓）的映射来验证这种变形。对于该测试案例发现，与3D规划相比，4D规划在脊髓、心脏和肺部的剂量减小。基于DMLC的呼吸运动追踪的四维放射治疗规划是可行的，并可能提供肿瘤剂量增加和/或减少治疗相关并发症。然而，四维规划需要新的规划工具，如可变形配准和多个CT图像集上的自动治疗规划.