4D Visible Human Modeling for Radiation Dosimetry
用于辐射剂量测定的 4D 可见人体模型
基本信息
- 批准号:7918705
- 负责人:
- 金额:$ 22.41万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2009
- 资助国家:美国
- 起止时间:2009-09-30 至 2011-09-29
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AbdomenAddressAdultAnatomic ModelsBiomechanicsClinicalCommunitiesComplexComputer SimulationConsensusCryoultramicrotomyDataData SetDiagnosticDimensionsDoseElectronsExternal Beam Radiation TherapyFundingHumanImageInformation SciencesIntensity-Modulated RadiotherapyInterdisciplinary StudyInternetIonizing radiationKnowledgeLocationMalignant NeoplasmsMethodsModalityModelingMotionOperative Surgical ProceduresOrganPatientsPatternPhysicsPhysiologicalProblem SolvingRadiationRadiation InteractionRadiation OncologistRadiation OncologyRadiation therapyRadiometryResearch ActivityResearch PersonnelResearch Project GrantsResolutionResource SharingRoentgen RaysShapesSimulateSiteTechniquesTechnologyTestingTherapeuticThoracic cavity structureTissue ModelTissuesToxic effectUnited States National Institutes of HealthUnited States National Library of MedicineVisible Human Projectbaseexperienceimprovedinsightmalerespiratorysimulationtreatment planningtreatment strategytumorvirtual human
项目摘要
DESCRIPTION (provided by applicant):
4D Visible Human Modeling for Radiation Dosimetry
We propose a multidisciplinary research to solve problems associated with patient respiratory motions
during radiation therapy by further extending the Visible Human image dataset into the 4th dimension (4D) with motion-simulating capabilities. Radiation therapy is one of the most effective methods of cancer management. In external beam radiation treatment, a lethal radiation dose is delivered through precisely conformed external radiation to the tumor while sparing the adjacent healthy tissues. However, the current paradigm is based on an assumption that both the tumor location and shape are known and remain unchanged during the course of radiation delivery. Such a favorable rigid-body relationship does not exist in anatomical sites such as the thoracic cavity and the abdomen, owing predominantly to respiratory motions. Consequently, the radiation oncologists currently have to use less aggressive treatment strategies with a large dose margin to tolerate potential targeting errors. We propose to develop physics-based, motion-simulating virtual human models that will provide a unique insight into the management of respiratory motion during radiation treatment, thus allowing for more aggressive and effective targeting and radiation delivery. A multidisciplinary research team with collective expertise in radiation dosimetry, biomechanical modeling and clinical radiation oncology is assembled to achieve the following Specific Aims: 1) To combine the 3D adult male anatomical model developed from high-resolution VHP cryosection image data with physics-based tissue deformation models to simulate respiratory motions. 2.)To apply this first physics-based, 4D motion-simulating virtual-human to the study of complex radiation interactions in tissues and dose distribution patterns for various radiation delivery strategies using advanced Monte Carlo simulations, 3).To critically evaluate the degrees to which the more realistic representations of internal organs will improve the planned and delivered treatment doses. 4).To establish an internet-based information-sharing resource on virtual-human motion simulation and radiation dosimetry.
描述(由申请人提供):
用于辐射剂量测定的 4D 可见人体模型
我们提出一项多学科研究来解决与患者呼吸运动相关的问题
通过将可见人体图像数据集进一步扩展到具有运动模拟功能的第四维(4D),在放射治疗期间进行。放射治疗是癌症治疗最有效的方法之一。在外部束放射治疗中,通过精确一致的外部辐射将致命的辐射剂量传递到肿瘤,同时不伤害邻近的健康组织。然而,当前的范例基于这样的假设:肿瘤位置和形状都是已知的,并且在放射输送过程中保持不变。由于呼吸运动,胸腔和腹部等解剖部位不存在这种有利的刚体关系。因此,放射肿瘤学家目前必须使用具有较大剂量裕度的不太积极的治疗策略,以容忍潜在的靶向错误。我们建议开发基于物理的运动模拟虚拟人体模型,该模型将为放射治疗期间的呼吸运动管理提供独特的见解,从而实现更积极、更有效的靶向和放射治疗。组建了一个在辐射剂量测定、生物力学建模和临床放射肿瘤学方面具有集体专业知识的多学科研究团队,以实现以下具体目标:1) 将根据高分辨率 VHP 冰冻切片图像数据开发的 3D 成年男性解剖模型与基于物理的组织相结合模拟呼吸运动的变形模型。 2.) 将第一个基于物理的 4D 运动模拟虚拟人应用到使用先进的蒙特卡罗模拟来研究组织中复杂的辐射相互作用和各种辐射输送策略的剂量分布模式,3). 严格评估程度更真实的内脏器官表现将改善计划和交付的治疗剂量。 4).建立基于互联网的虚拟人运动模拟和辐射剂量测定信息共享资源。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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