更新一下正在开发中的另一个项目,精准肿瘤放疗的治疗计划系统, 兼放疗科普帖,更新中
- xysky堡主真心牛人
- 金牙虽然看不懂,但牛逼两个字送给您!
- jiaand1看不懂,感觉就是很牛逼 iOS fly ~
- cpwww
- 走西口D版最佩服你,真大拿
- Hijhon看不懂,但是知道楼主是牛人。
- zz243近距离蹭蹭牛人
- snipefox楼主,你打算什么时候上市?
- 宋思明看不懂,但是知道楼主是牛人。
- lyons97楼主,你那个肺部检查的还可以开放吗
- 徐霞客楼主牛蒙特卡洛剂量计算要很久,使用深度学习速度会很快,但是如何验证准确? iOS fly ~
- coolwulf多 GPU 引擎不会很久, 10^9 离子束的计算可以在10分钟内算完. 引擎结果已经和实验结果验证过了。
- coolwulf第一个正式产品会是针对质子的,不需要 MLC
- zxy0619看不懂。楼主牛逼。
- hugeonelz牛人。AI在医疗的应用很多还在影像相关的科研阶段。
国内真的实际应用的个人了解不多
持续关注 iOS fly ~ - PDA5566通过一个小小帖子,感受人类的前进,那感觉就是在马车木轮车年代,有人讨论如何设计蒸汽机的感觉。
- logic90这是热门方向啊。。。n多巨头都上了吧
不过认证是不是挺难的,医疗用途比较麻烦吧 - 我要闹绯闻我就想问,
楼主家的股票代码是多少iOS fly ~
- 陶公公
- nextstory造福人类,敬佩 iOS fly ~
- 我要闹绯闻回复20#陶公公
那是,咱这也算信息差了 iOS fly ~ - 陶公公
- 得,又得注册看不懂但肯定很厉害 iOS fly ~
- ztj0517支持楼主搞个d版的股票认购
- tantalus.lee谢谢楼主让我有机会近距离看到科技进步。
- cpwww楼主 牛
- SU18888造福人类
- coolwulf等有空了我来具体介绍一下为是么要做 TPS, 什么是治疗计划系统,给大家科普一下
- 电气工程师
- coolwulf我来慢慢更新这个帖子,力图打造一个 D 版这里最权威的 TPS 介绍吧
放疗的治疗计划系统 (Treatment Planning System)
1. 什么是 TPS?
- 癌症肿瘤的放射疗法是一种物理的治疗肿瘤的方法,即使用高能X 射线或者是高能粒子束(比如质子或者碳离子)来照射肿瘤部位,沉积辐射剂量来杀死肿瘤细胞的治疗方法
- 如果人体是一个空腔,肿瘤部位也很清楚位置,那根本是不需要治疗计划系统的,因为可以指哪打哪但人体并非如此,有很多重要器官,比如脑干,脊髓,眼球。这些重要器官所能承受的辐射剂量是一定的。超过一定的剂量会导致患者严重的术后后遗症,甚至死亡. 2009 年 AAPM 会议上热议的北美一个著名的医疗事故就是因为一位患者的剂量计算出错,导致脊髓受到了超高的剂量导致了患者死亡。
- coolwulf- 所以放疗的核心目的就是最大限度的将治疗剂量(譬如 70Gy) 沉积到肿瘤部位 (CTV), 而最大限度的避免或减少对于正常器官的辐射剂量,减小对病人的伤害。
- 因为射线的种类不同,譬如光子和质子,不同粒子与物质,或者说人体的物理反应过程不同,所以对于不同粒子,如何最大限度沉积治疗剂量和减少对于重要器官的剂量的策略和方法就会不同 - coolwulf- 先说光子 (Photon, X-ray, 或者 Gamma ray, 比如 Gamma 刀使用的)
X 射线(光子), 一般在治疗中使用的是 6MV 或者 10MV 能量的光子。光子与人体(物质)的反应方式主要是三种: Photoelectric effect (PE, 光电效应), Compton scattering (康普顿散射), Pair production (产生正负电子对). 这三种不同反应方式的反应截面 (Cross section) 对于不同能量是不同的 - coolwulf简单来说,在低能量时,光子的反应截面 PE 最大, Compton scattering 其次, Pair production 最小,(而且 Pair production 有一个 cut off cross section threshold, 1.02MeV, 因为电子的静止能量时 511 keV, 所以需要产生一对正负电子,所需的最低能量时 511keV * 2).
- abcess牛逼
HiPDA·NG - coolwulf上一张对应不同反应的 Cross section 图:
- zinwa.lin非常牛逼,做开发在国外还是很爽,不需要折腾** iOS fly ~
- coolwulf- 在 6MV 和 10MV 治疗术能量的情况下,光子的主要反应截面在 Compton Scattering 和 Photo Electric effect
- 因为这个原因,x-ray 治疗方式就存在一个没有截至距离的问题.
- 我们可以看一下光子的 depth dose:
可以看到光子是没有截至距离的 - coolwulf- 所以使用光子做放射治疗的时候就需要考虑到穿过肿瘤部位,会有剩余的 X 射线辐射会打到正常器官的问题
- 所以一般的光子治疗是不会仅用一个方向的一束 X 射线来治疗肿瘤的,会从多个角度照射, 我们看这个 Prostate 的例子:
多束粒子流会把治疗剂量沉积在肿瘤部位,同时其他的部位也会受到不同的辐射剂量 - by曲终人散牛逼。。
- coolwulf这种治疗方式叫做 IMRT (Intensity Modulated Radiation Therapy), 中文很多叫做调强治疗,就是使用算法来调节不同方向入射的射线的强度来打到在肿瘤靶区获得需要的治疗剂量的方式
- coolwulf- 光子方面先说一截,咱们再来聊聊质子和重离子放射治疗,以及这种治疗方式针对于光子治疗的优缺点. 质子是带电粒子,它与物质的作用是主要是电磁强相互作用,即通过 ionization 的方式与物质,或者说人体组织作用,产生次级高能电子束,这些电子束也会产生更多的次级电子束 (Delta ray), 这些就是最终质子将能量传递给物质的方式。(所谓剂量,说白了就是传递给人体的能量)
- coolwulf- 形成布拉格峰的原因是因为带电粒子与物质反应的反应截面 (Cross section, 或者说产生反应的概率)是一个和能量有关的函数,当能量低的时候,cross section 大,能量高的时候, cross section 小,这样在一个 continuous slowing down 的模型看来,当粒子快要接近停止的时候,它的能力沉积最大,就形成了布拉格峰。
- szw5984楼主牛B啊。
- 帆帆等股票
- coolwulf这是我的一个很随意的科普帖,所以我想到哪就说到哪,不会很 scientific, 可能说明的部分细枝末节可能会不精确,有行家发现的话也请指正。谢谢。
- hc922留名,牛🐮🐮
- coolwulf- 你现在可以比较我前面帖的光子和质子的 depth dose 曲线,就可以看出差别,也就是质子束是有截止距离的,当达到人体体内一定距离(根据质子能量相关),质子束会停止,不会继续穿透后面的组织和器官,而光子没有截至距离,会一直穿透下去,即使束流的 fluence 小了很多。
- 这样在设计治疗计划的时候,质子束的这个优势使得可以使用少数几个方向的 Beam (射束)就可以达到治疗效果。 - coolwulf- 当然也并不是这么简单,因为一个布拉格峰只是在一个点上面,无法覆盖整个肿瘤,所以在实际治疗的时候,我们要形成 SOBP (Spread-out bragg peak):
就是使用不同能量的质子束组合成一个拉伸的布拉格峰平台