Gewebedichte-Korrektor

Der Gewebedichte-Korrektor ist eine Softwarekomponente, die in Bestrahlungsplanungssystemen der Strahlentherapie verwendet wird. Er ist Teil des Dosisberechnungsalgorithmus-Kerns und korrigiert die Auswirkungen heterogener Gewebedichten – wie Knochen, Lunge, Weichteile und Lufteinschlüsse – auf die Strahlendosisverteilung. Durch Anwendung von Dichtekorrekturfaktoren, die aus CT-Bilddaten abgeleitet werden, gewährleistet er eine genaue Vorhersage der Strahlendosisablagerung im Patientengewebe, was für eine effektive Tumorzielung und Schonung von Normalgewebe in der Krebsbehandlung unerlässlich ist.

Die Komponente empfängt CT-abgeleitete Elektronendichtekarten der Patientenanatomie als Eingabe. Sie wendet Korrekturalgorithmen wie äquivalente Weglänge, Faltung/Überlagerung oder Monte-Carlo-Methoden an, um die Primärstrahlabschwächung und Sekundärteilchentransportberechnungen anzupassen. Die Korrektur berücksichtigt Unterschiede in den Strahlungswechselwirkungswahrscheinlichkeiten über verschiedene Gewebedichten und modifiziert die vorhergesagte Dosisverteilung, um realistische Gewebereaktionen auf Strahlung widerzuspiegeln.

Wichtige Parameter umfassen einen Dichtekorrekturbereich von 0,1–1,2 g/cm³ (von Lunge bis Kortikalknochen), eine Korrekturgenauigkeit von ±1,0 % relativ zur Monte-Carlo-Referenz, eine räumliche Auflösung von 1–3 mm Voxelgröße und eine Berechnungszeit von 0,5–5 Sekunden pro Strahl für einen typischen Plan. Das Eingabedatenformat ist DICOM RT (CT- und Struktursätze) gemäß DICOM PS3.3. Umgebungsspezifikationen umfassen Betriebstemperatur 10–40 °C, Lagertemperatur -20–60 °C, relative Luftfeuchtigkeit 20–80 % (nicht kondensierend) und Schutzart IP20–IP41 gemäß IEC 60529. Elektrische Spezifikationen umfassen Versorgungsspannung 24 V DC ±10 % (medizinisches Netzteil) gemäß IEC 60601-1, Leistungsaufnahme 15–30 W und Schnittstellenprotokoll TCP/IP gemäß IEC 60601-1. Physikalische Eigenschaften umfassen Gewicht 0,5–2 kg und Abmessungen 150×100×30 mm.

Diese Werte sind Referenzbereiche des Verzeichnisses und müssen für das spezifische Modell und die Anwendung mit dem rechtlichen Hersteller oder Lieferanten verifiziert werden. Die Komponente ist für die Integration in Strahlentherapiesysteme vorgesehen und kein eigenständiges Medizinprodukt.

Der Gewebedichte-Korrektor empfängt CT-abgeleitete Elektronendichtekarten der Patientenanatomie als Eingabe. Er wendet Korrekturalgorithmen wie äquivalente Weglänge, Faltung/Überlagerung oder Monte-Carlo-Methoden an, um die Primärstrahlabschwächung und Sekundärteilchentransportberechnungen anzupassen. Die Korrektur berücksichtigt Unterschiede in den Strahlungswechselwirkungswahrscheinlichkeiten über verschiedene Gewebedichten und modifiziert die vorhergesagte Dosisverteilung, um realistische Gewebereaktionen auf Strahlung widerzuspiegeln.