提高小动物3D打印补偿器IMRT的效率：基于束流强度变差正则化的改进
摘要：使用现代3D打印技术实施类似于临床强度调控放射治疗（IMRT）的临床前比例越来越受到关注。然而，当前的3D打印IMRT方法存在复杂的调制模式，导致传递时间长、过多的丝材使用和不准确的补偿器制作。在本工作中，我们开发了一种总变差正则化（TVR）方法来解决这些问题。 方法：使用TVR-IMRT技术，该技术旨在最小化相邻beamlet之间的强度差异，优化beamlet强度图，然后将其转换为相应的铜掺杂PLA丝材补偿器厚度。生成IMRT和TVR-IMRT计划，使用五个束流来治疗老鼠的心脏，同时保护肺组织。将各个场的剂量和组合剂量输送到胶片上，并将其与相应的计划剂量进行伽马分析比较。 结果：与标准的3D打印补偿器IMRT相比，TVR-IMRT将beamlet强度和补偿器厚度的总变差减少了约50％。补偿器材料总质量和放射束开启时间减少了20-30％，而剂量体积直方图保持相当。对于3％/0.3mm标准，伽马分析通过率为IMRT为89.07％，TVR-IMRT为95.37％。 结论：在小动物IMRT beamlet强度中应用TVR，可以产生更少总变差的辐照图和后续的3D打印补偿器图案，简化了3D打印并减少了所需的丝材量。与传统IMRT计划相比，TVR-IMRT计划所需的放射束开启时间更少，同时保持剂量一致性。
作者：Xinmin Liu, Alexander L. Van Slyke, Erik Pearson, Khayrullo Shoniyozov, Gage Redler, Rodney D. Wiersma
论文ID：2107.00699
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2022-10-12