A METHOD AND APPARATUS FOR RADIOTHERAPY TREATMENT PLANNING

• Main Authors: WICKERHAUSER, M., VICTOR, DEASY, JOSEPH, O
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 23.05.2002
• Edition: 7
• Subjects: ELECTROTHERAPY; HUMAN NECESSITIES; HYGIENE; MAGNETOTHERAPY; MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY

A computationally efficient and accurate procedure for calculating radiation dose distributions within a volume of interest in a patient incorporating variations in patient density and source particle energy, position, direction, and type. The procedure iteratively simulates energy depositions from source particles using the Monte Carlo radiation transport method and then applies methods for reducing noise inherent in Monte Carlo results to obtain an accurate and computationally efficient representation of an actual radiation dose distribution compared to that produced by Monte Carlo methods alone. The invention makes an analogy between real measured data and transformed Monte Carlo generated computer data and then applies data denoising techniques to reduce the noise in the Monte Carlo dose images. Conversely, the present invention can produce a dose distribution having a predetermined noise level in a reduced amount of computation time. Denoising techniques can include digital filtering, wavelet denoising, kernel smoothing and non-parametric regression smoothing. Procédure informatique précise et efficace permettant de calculer les répartitions de doses de radiation dans un volume concerné dans un patient, qui tient compte des variations de la densité du patient et de l'énergie, de la position, de la direction et du type des particules source. Ladite procédure simule de manière itérative des dépôts d'énergie à partir de particules source à l'aide de la méthode de transport de radiation de Monte Carlo, puis applique des méthodes de réduction du bruit inhérent aux résultats de Monte Carlo pour obtenir une représentation précise et informatiquement efficace d'une répartition effective de doses de radiation, comparée à celle produite par les méthodes de Monte Carlo seules. Selon la présente invention, une analogie est établie entre des données de mesure réelles et des données informatiques transformées produites par des méthodes de Monte Carlo, puis des techniques de suppression de bruit de données sont appliquées pour réduire le bruit dans les images des doses selon les méthodes de Monte Carlo. Par conséquent, selon la présente invention, il est possible de produire une répartition de dose ayant un niveau de bruit prédéterminé avec un temps de calcul réduit. Les techniques de suppression de bruit peuvent comprendre le filtrage numérique, la suppression de bruit par ondelettes, le lissage par noyau et le lisage par régression non paramétrique.