Cherenkov imaging of Total Skin Electron Therapy (TSET)

全皮肤电子治疗 (TSET) 的切伦科夫成像

基本信息

  • 批准号:
    10059190
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 18.45万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-12-01 至 2022-11-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Cherenkov imaging of Total Skin Electron Therapy (TSET) Abstract Whole-body skin electron radiotherapy has been clinically demonstrated to be effective to treat mycosis fungoides. However, due to setup positioning uncertainties and potential patient movements during total skin electron therapy (TSET), dose delivered to the patient skin tissue can deviate from dose prescription. Cherenkov emission from tissue has recently been demonstrated, providing a mapping related to the radiation delivery to skin tissue. The signal is optimally captured by time-gated intensified cameras, synchronized to the linear accelerator pulses, allowing rejection of the majority of background room light, and providing real time video of each radiotherapy treatment with high dose rates. The implementation of Cherenkov imaging offers an excellent technology to detect abnormalities in the treatment, which would otherwise go unnoticed. This proposal seeks to advance this technology as a verification tool through a clinical trial to monitor the daily treatment delivery of TSET patients and develop proper corrections that can be applied to the acquired signal to ensure it is quantitatively accurate in documenting delivered skin dose. Three of the most dominant factors, which alter the linearity between dose and Cherenkov signal, are the corrections for perspective direction, tissue curvature, and tissue optical properties. These important corrections are quantified in this pilot study of TSET, in partnership with DoseOptics LLC, the company that developed the Cherenkov imaging technology for radiation verification, to perfect technology for daily monitoring of radiation delivery. We will compare the dosimetry accuracy of Cherenkov imaging by comparing measurements in-vivo at 9 locations using diode, OSLD, and Scintillator detectors. In addition, we will perform measurements in optical phantoms of known tissue optical properties at TSE treatment conditions and Monte-Carlo simulation studies to quantity the three correction factors. We will also develop techniques to overlay skin dose obtained from corrected Cherenkov image to patient-specific surface anatomy based on surface 3D body contour data obtained before TSE treatment to assess the actual skin dose distribution for daily TSE treatment. Taking together, this project will advance on the most compelling systems for radiotherapy imaging in decades. The core of the project is combined technology systems, testing the utility in the setting of TSET.
全皮肤电子治疗 (TSET) 的切伦科夫成像 抽象的 全身皮肤电子放射治疗已被临床证明可有效治疗 蕈样肉芽肿。然而,由于设置定位的不确定性和潜在的患者移动 在全皮肤电子治疗 (TSET) 期间,输送到患者皮肤组织的剂量可能会偏离 剂量处方。最近证明了组织的切伦科夫发射,提供了 与皮肤组织辐射传递相关的绘图。通过时间选通最佳地捕获信号 增强相机,与线性加速器脉冲同步,允许拒绝大多数 房间背景灯,提供每次高剂量放疗的实时视频 费率。切伦科夫成像的实施提供了一种出色的检测技术 治疗中的异常,否则会被忽视。该提案旨在推进 该技术作为验证工具,通过临床试验来监测每日治疗的实施情况 TSET 患者并制定适当的校正,可应用于获取的信号以确保它 在记录传递的皮肤剂量时定量准确。三个最主要的因素, 改变剂量和切伦科夫信号之间的线性,是透视校正 方向、组织曲率和组织光学特性。这些重要的修正被量化为 TSET 的这项试点研究是与 DoseOptics LLC 合作进行的,该公司开发了 用于辐射验证的切伦科夫成像技术,完善日常监测技术 辐射输送。我们将通过比较切伦科夫成像的剂量测定精度 使用二极管、OSLD 和闪烁体探测器在 9 个位置进行体内测量。此外,我们 将在 TSE 治疗中对已知组织光学特性的光学模型进行测量 条件和蒙特卡罗模拟研究来量化三个校正因子。我们也会 开发技术将从校正的切伦科夫图像获得的皮肤剂量叠加到患者特定的皮肤剂量 根据 TSE 治疗前获得的表面 3D 身体轮廓数据进行表面解剖学评估 每日 TSE 治疗的实际皮肤剂量分布。综上所述,该项目将继续推进 几十年来最引人注目的放射治疗成像系统。该项目的核心是 结合技术系统,测试在 TSET 设置中的实用性。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Evaluation of the cumulative Cherenkov converted dose on TSET patients with multiple Cherenkov cameras.
使用多个切伦科夫相机评估 TSET 患者的累积切伦科夫转换剂量。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zhu, Yifeng;Alexander, Daniel A;Miao, Tianshun;Maity, Amit;Plastaras, John P;Paydar, Ima;LaRiviere, Michael;Pogue, Brian W;Zhu, Timothy C
  • 通讯作者:
    Zhu, Timothy C
Cherenkov imaging for Total Skin Electron Therapy - an evaluation of dose uniformity.
用于全皮肤电子治疗的切伦科夫成像 - 剂量均匀性的评估。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zhu, Timothy C;Ong, Yihong;Sun, Hongjin;Zhong, Weili;Miao, Tianshun;Dimofte, Andreea;Bruza, Petr;Maity, Amit;Plastaras, John P;Paydar, Ima;Dong, Lei;Pogue, Brian W
  • 通讯作者:
    Pogue, Brian W
Cherenkov imaging for total skin electron therapy (TSET).
用于全皮肤电子治疗 (TSET) 的切伦科夫成像。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Xie, Yunhe;Petroccia, Heather;Maity, Amit;Miao, Tianshun;Zhu, Yihua;Bruza, Petr;Pogue, Brian W;Plastaras, John P;Dong, Lei;Zhu, Timothy C
  • 通讯作者:
    Zhu, Timothy C
Comparison of surface dose during whole breast radiation therapy on Halcyon and TrueBeam using Cherenkov imaging.
使用切伦科夫成像比较 Halcyon 和 TrueBeam 的全乳腺放射治疗期间的表面剂量。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Alexander, Daniel A;Certa, Olivia;Haertter, Allison;Li, Taoran;Taunk, Neil;Zhu, Timothy C
  • 通讯作者:
    Zhu, Timothy C
Monte Carlo simulation of Cherenkov imaging for Total Skin Electron Treatment with CT DICOM realistic patient geometry.
使用 CT DICOM 真实患者几何形状进行全皮肤电子治疗切伦科夫成像的蒙特卡罗模拟。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zhong, Weili;Ong, Yihong;Miao, Tianshu;Pogue, Brian W;Zhu, Timothy C
  • 通讯作者:
    Zhu, Timothy C
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  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
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  • 作者:
    Timothy C. Zhu;A. Ahnesjö;Kwok L. Lam;X. A. Li;Chang;J. Palta;Michael B. Sharpe;B. Thomadsen;Ramesh C. Tailor
  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    2018
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 作者:
    Timothy C. Zhu;B. Bjärngard
  • 通讯作者:
    B. Bjärngard
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  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Timothy C. Zhu;A. Ahnesjö;Kwok L. Lam;X. A. Li;Chang;J. Palta;Michael B. Sharpe;B. Thomadsen;Ramesh C. Tailor
  • 通讯作者:
    Ramesh C. Tailor
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放射治疗期间提供的图像引导剂量:量化、管理和减少:AAPM 治疗物理委员会任务组 180 的报告。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    G. X. Ding;P. Alaei;B. Curran;R. Flynn;M. Gossman;T. R. Mackie;M. Miften;R. Morin;X. G. Xu;Timothy C. Zhu
  • 通讯作者:
    Timothy C. Zhu

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