全卷积网络放疗三维剂量分布预测研究

作者：白雪; 王升晔^*; 王彬冰; 张婕; 邵凯南; 杨一威; 单国平; 陈明

来源：中华放射肿瘤学杂志, 2020, 29(08): 666-670.

• 全卷积网络
• 剂量预测
• 乳腺肿瘤/容积调强弧形疗法

目的研究基于全卷积网络的左侧乳腺癌放疗三维剂量分布预测方法, 并对其预测精度进行评估。方法利用全卷积网络实现三维剂量分布预测。首先建立60例左侧乳腺癌患者的容积调强弧形治疗(VMAT)计划库, 从库中随机选取10例作为测试集数据, 其他50例作为训练集数据;然后, 构建U-Net模型, 利用该网络在器官结构矩阵和剂量分布矩阵间建立相关模型;最后, 利用模型预测测试集病例的剂量分布, 并将预测结果与实际计划结果比较。结果 10例测试患者的PTV、患侧肺、心脏、双侧肺、脊髓的剂量平均绝对离差分别为(119.95±9.04)、(214.02±9.04)、(116.23±30.96)、(127.67±69.19)、(37.28±18.66) cGy。处方剂量80%、100%范围计划剂量和预测剂量的Dice相似性指数分别为0.92±0.01和0.92±0.01。处方剂量80%和10%范围内区域3 mm/3%标准的γ通过率分别为0.85±0.03、0.84±0.02。结论利用全卷积网络可实现左侧乳腺癌行VMAT患者的三维剂量分布预测。

• 单位
  中国科学院大学; 浙江省肿瘤医院