動体ファントムにおける動体および体積測定精度のための4DCTと4DCBCTの比較評価

科学分野:

• 医用画像
• 放射線腫瘍学
• 放射線療法物理学

背景:

• 正確な動きの管理は、正確な治療計画、標的局在化、および線量配信を確実にするために、肺定位放射線治療（SBRT）にとって非常に重要です。
• 肺腫瘍は、上部および下部の方向で有意な動き（5〜30 mm）を示し、内部標的体積（ITV）の定義のための堅牢な戦略が必要です。
• 4次元CT（4DCT）は動きの評価の標準ですが、4次元コーンビームCT（4DCBCT）は、オンライン標的局在化の改善の可能性を提供します。

研究 の 目的:

• ファントムモデルを使用して、通常の（正弦波）および不規則な（患者由来）呼吸パターン下でのパフォーマンスを評価します。
• 標的の動きと体積を定量化する上での4DCTと4DCBCTの精度を比較します。

主な方法:

• 既知の標的を持つ胸部ファントムは、4DCT（スキャン時間<60秒）と4DCBCT（スキャン時間120秒）の両方で画像処理を受けました。
• 4DCBCT画像は、アーチファクトを軽減するために、基本（FDK）および高度（修正McKinnon-Bates）アルゴリズムを使用して再構成されました。
• 動きの振幅と標的の体積は計算され、プログラムされた値および画像モダリティ間で比較されました。

主要な成果:

• 4DCTは、通常の動きの振幅に対して最小限の偏差を示しました。
• 4DCBCT Advanceアルゴリズムは、SIの動きをわずかに過小評価しましたが、Basicアルゴリズムはより大きなばらつきを示しました。
• 3DCBCTの推定値は、より高いばらつきを示しました。
• 4DCTと4DCBCT Advanceの両方が、不規則な動きに対して同等の結果を示し、標的体積測定で強い一致を示しました。

結論:

• 4DCBCTは、臨床ワークフロー内での動きと体積測定において、4DCTに匹敵する精度を示します。
• 4DCBCTは、画像誘導肺SBRTへの統合をサポートする、信頼性の高い動きの分解能と位相依存の標的体積評価を提供します。
• 患者固有の呼吸の不規則性が4DCBCTの精度に与える影響を評価するには、さらなる患者研究が必要です。