目的:探讨PV-iCurve人工智能(artificial intelligence,AI)勾画系统勾画的危及器官(organ at risk,OAR)直接应用于鼻咽癌放疗计划设计优化的可行性。方法:52例鼻咽癌病例纳入本研究。以医生手工勾画的危及器官(OAR-M)为参考,通过戴斯相...目的:探讨PV-iCurve人工智能(artificial intelligence,AI)勾画系统勾画的危及器官(organ at risk,OAR)直接应用于鼻咽癌放疗计划设计优化的可行性。方法:52例鼻咽癌病例纳入本研究。以医生手工勾画的危及器官(OAR-M)为参考,通过戴斯相似系数(Dice similarity coefficient,DSC)、体积差异(volume difference,VD)两个指标去评估PV-iCurve人工智能勾画系统自动勾画的危及器官(OAR-A)的几何准确性。基于OAR-M优化生成计划Plan-M,基于OAR-A优化生成计划Plan-A。比较Plan-A与Plan-M两组计划靶区PCTV2、PGTV_(nx)的适形度指数(conformity index,CI)和均匀性指数(heterogeneity index,HI),并比较两组计划的危及器官受照剂量。结果:脑干、脊髓、左右眼球、口腔、下颌骨、左右腮腺、喉等体积较大的危及器官,AI勾画结果的DSC值均在0.7以上,VD值更接近0;而左右晶体、左右视神经、视交叉等体积较小的危及器官,AI勾画结果的DSC值基本都在0.7以下,VD值也更大。PCTV2适形度Plan-A与Plan-M两组计划对比为0.84±0.02 vs 0.84±0.02(P>0.05);PGTV_(nx)适形度Plan-A与Plan-M两组计划对比为0.84±0.04 vs 0.86±0.02(P<0.05),PGTV_(nx)均匀性Plan-A与Plan-M两组计划对比为0.07±0.02 vs 0.06±0.02(P<0.05)。危及器官受照剂量方面,Plan-A的OAR-M与Plan-M的OAR-M受照剂量对比情况,除下颌骨和左侧视神经外,其余OAR-M的受照剂量Plan-A均高于Plan-M,脊髓、口腔、左腮腺、喉、左右晶体等6个OAR-M两组计划对比P<0.05,差异有统计学意义。结论:PV-iCurve人工智能勾画系统在头颈部大体积危及器官的勾画准确性较高,小体积危及器官则有所欠缺。将OAR-A直接用于调强放疗计划的设计优化,会导致真实的危及器官受照剂量升高,增加正常组织发生并发症的概率。为了能够准确反映危及器官的受照剂量,建议在应用于鼻咽癌调强放疗计划设计之前,对危及器官勾画的准确性进行检查修改。展开更多
文摘目的:探讨PV-iCurve人工智能(artificial intelligence,AI)勾画系统勾画的危及器官(organ at risk,OAR)直接应用于鼻咽癌放疗计划设计优化的可行性。方法:52例鼻咽癌病例纳入本研究。以医生手工勾画的危及器官(OAR-M)为参考,通过戴斯相似系数(Dice similarity coefficient,DSC)、体积差异(volume difference,VD)两个指标去评估PV-iCurve人工智能勾画系统自动勾画的危及器官(OAR-A)的几何准确性。基于OAR-M优化生成计划Plan-M,基于OAR-A优化生成计划Plan-A。比较Plan-A与Plan-M两组计划靶区PCTV2、PGTV_(nx)的适形度指数(conformity index,CI)和均匀性指数(heterogeneity index,HI),并比较两组计划的危及器官受照剂量。结果:脑干、脊髓、左右眼球、口腔、下颌骨、左右腮腺、喉等体积较大的危及器官,AI勾画结果的DSC值均在0.7以上,VD值更接近0;而左右晶体、左右视神经、视交叉等体积较小的危及器官,AI勾画结果的DSC值基本都在0.7以下,VD值也更大。PCTV2适形度Plan-A与Plan-M两组计划对比为0.84±0.02 vs 0.84±0.02(P>0.05);PGTV_(nx)适形度Plan-A与Plan-M两组计划对比为0.84±0.04 vs 0.86±0.02(P<0.05),PGTV_(nx)均匀性Plan-A与Plan-M两组计划对比为0.07±0.02 vs 0.06±0.02(P<0.05)。危及器官受照剂量方面,Plan-A的OAR-M与Plan-M的OAR-M受照剂量对比情况,除下颌骨和左侧视神经外,其余OAR-M的受照剂量Plan-A均高于Plan-M,脊髓、口腔、左腮腺、喉、左右晶体等6个OAR-M两组计划对比P<0.05,差异有统计学意义。结论:PV-iCurve人工智能勾画系统在头颈部大体积危及器官的勾画准确性较高,小体积危及器官则有所欠缺。将OAR-A直接用于调强放疗计划的设计优化,会导致真实的危及器官受照剂量升高,增加正常组织发生并发症的概率。为了能够准确反映危及器官的受照剂量,建议在应用于鼻咽癌调强放疗计划设计之前,对危及器官勾画的准确性进行检查修改。
