Dose calculation based on Cone Beam CT images

Publikation: Bog/antologi/afhandling/rapportPh.d.-afhandlingForskning

Dokumenter

  • Rune Slot Thing

Vis graf over relationer

Moderne stråleterapi anvender hyppigt Cone Beam CT (CBCT) scanninger
til at sikre at patienten er positioneret korrekt før hver delbehandling leveres.
Med stigende anvendelse af CBCT scanninger er interessen for at anvende
disse 3- og 4-dimensionelle scanninger til at tilpasse stråleterapien til den
enkelte patient vokset. Grundet begrænset billedkvalitet er det dog ikke ligetil
at anvende CBCT scanninger som den primære informationskilde til at levere
personligt tilpasset stråleterapi.
Den begrænsede CBCT billedkvalitet skyldes primært et betydeligt bidrag
fra spredt stråling som detekteres på scanneren, selvom flere faktorer
medvirker til at reducere billedkvaliteten yderligere. På trods af at det teoretisk
skulle være muligt at opnå CT-lignende billedkvalitet i CBCT scanninger,
så er billedkvaliteten i de kliniske CBCT scanninger ofte langt fra dette
teoretiske mål.
Den foreliggende afhandling beskriver undersøgelsen af mulige billedkvalitetsforbedringer
i kliniske CBCT scanninger som kan opnås gennem efterprocessering
af de kliniske billeddata. En Monte Carlo model blev etableret med
henblik på at forudsige den patientspecifikke spredte stråling som forekommer
i CBCT scanninger. Disse simuleringer blev lavet ud fra planlægningsCT
scanningen af patienten, og på denne måde blev det muligt at udføre
de tidskrævende Monte Carlo simuleringer inden CBCT scanningerne blev
taget. Gennem optimering af simuleringseffektiviteten kunne Monte Carlo
simuleringerne udføres indenfor en tidsramme som muliggør en fuld klinisk
implementering af metoden.
Ud over modellen til at forudsige bidraget fra spredt stråling blev der i
det foreliggende arbejde udviklet metoder til at korrigere for artefakter som
skyldes forsinket udlæsning af CBCT detektoren, spredning af røntgenstrå-
ling internt i detektoren, såkaldt beam hardening hvor røntgenspektret attenueres
fortrinsvist ved lave energier, samt trunkering i tilfælde hvor patienten
ligger delvist udenfor det volumen som kan rekonstrueres i CBCT scanningen.
Disse metoder blev udviklet og anvendt på kliniske CBCT scanninger
taget til billedvejledt strålebehandling af lungekræftpatienter. Gennem artefaktkorrektionerne
blev de såkaldte Hounsfield Units i CBCT scanningerne
bragt i overensstemmelse med Hounsfield Units i CT scanninger af samme
patient, dog med et øget støjniveau i CBCT scanningerne.
De artefaktkorrigerede CBCT scanninger viste sig at være af passende
kvalitet til at muliggøre nøjagtige dosisberegninger foretaget direkte på
CBCT scanningerne af 21 lungekræftpatienter. Dosisberegningerne blev foretaget
i den rutinemæssige proces udviklet til dosisberegning på CT-scanninger,
uden at det var nødvendigt at lave CBCT specifikke tilpasninger. Dette var
kun muligt grundet den CT-lignende billedkvalitet som blev opnået gennem
artefaktkorrektioner i CBCT scanningerne.

Download statistik

Ingen data tilgængelig