D3Net: A Distribution-Driven Deep Network for Radiotherapy Dose Prediction

放射治疗 特征(语言学) 放射治疗计划 数学 约束(计算机辅助设计) 计算机科学 卷积神经网络 人工智能 核医学 模式识别(心理学) 医学 几何学 哲学 语言学 内科学
作者
Lu Wen,Jianghong Xiao,Zhenghao Feng,Xiao Chen,Jiliu Zhou,Xingchen Peng,Yan Wang
出处
期刊:IEEE transactions on radiation and plasma medical sciences [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:: 1-1
标识
DOI:10.1109/trpms.2025.3525732
摘要

Radiotherapy is a primary treatment for cancers to apply sufficient radiation dose to the planning target volume (PTV) while minimizing dose hazards to the organs at risk (OARs). Recently, convolutional neural network (CNN) has automated radiotherapy plan-making by directly predicting the dose distribution maps. However, existing CNN-based methods ignore two critical dose distribution characteristics, i.e., (1) the spatial distribution of different dose values and (2) dose differences in the interior and exterior PTV, resulting in suboptimal predictions. In this paper, we propose a distribution-driven deep network, named D3Net, to achieve automatic dose prediction by simultaneously considering its spatial distribution and dose differences. Concretely, D3Net is constructed by a traditional CNN framework embedded with a transformer encoder to extract both local and global dosimetric information. To investigate the spatial distribution of different dose values, we present an innovative discrete multi-dose constraint to measure multiple dose values in the predicted dose map with discrete dose masks. Besides, we design a PTV-guided triplet constraint to utilize the explicit geometry of PTV to refine dose feature representations in the interior and exterior PTV, thus facilitating the dose differences. The proposed method is validated on two clinical datasets, achieving |D98| values of 1.87Gy for rectum cancer and 1.08Gy for cervical cancer. The experimental results surpass those of other state-of-the-art methods, verifying that the predicted dose distribution of our method is more closed to the clinically approved one.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ding应助失眠的凡阳采纳,获得10
刚刚
ekswai发布了新的文献求助10
刚刚
木火完成签到,获得积分10
1秒前
acutelily发布了新的文献求助20
1秒前
奥丁蒂法完成签到,获得积分10
1秒前
马上毕业完成签到,获得积分10
2秒前
哦吼发布了新的文献求助10
2秒前
一亩蔬菜完成签到,获得积分10
5秒前
李娇完成签到 ,获得积分10
8秒前
努力考研完成签到,获得积分10
9秒前
colddie完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
Lain完成签到,获得积分10
11秒前
guoza发布了新的文献求助10
11秒前
风华正茂完成签到,获得积分10
12秒前
SYLH给悲凉的小懒虫的求助进行了留言
12秒前
昏睡的傻姑完成签到,获得积分10
15秒前
在水一方应助薛变霞采纳,获得10
15秒前
科研通AI5应助善良雅柏采纳,获得10
15秒前
嘿嘿完成签到 ,获得积分20
16秒前
juliar完成签到 ,获得积分10
18秒前
快乐的如风完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
21秒前
22秒前
cyj完成签到,获得积分10
22秒前
薛变霞发布了新的文献求助10
27秒前
钟爱发布了新的文献求助10
28秒前
LLLLLLLj完成签到,获得积分10
28秒前
薄荷蓝完成签到,获得积分10
28秒前
30秒前
薛变霞完成签到,获得积分10
32秒前
飞飞完成签到,获得积分10
34秒前
QDUYFHAO发布了新的文献求助30
35秒前
情怀应助一个小柑橘采纳,获得10
36秒前
big龙应助慢慢的地理人采纳,获得10
38秒前
SciGPT应助014_250513采纳,获得10
41秒前
42秒前
hellokitty完成签到,获得积分10
48秒前
48秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Understanding Interaction in the Second Language Classroom Context 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3808987
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3353695
关于积分的说明 10366556
捐赠科研通 3069920
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1685835
邀请新用户注册赠送积分活动 810750
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 766320