对适应性MR引导粒子治疗的盆腔MRI-to-CT可变形注册的评估

科学领域:

• 医学物理 医学物理
• 放射疗法是一种放射治疗.
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 在线MRI引导的粒子治疗需要在MRI和CT之间准确的图像记录.
• 可变形图像注册 (DIR) 对于根据每日MRI数据调整治疗计划至关重要.
• 由于器官运动和解剖变异性,盆腔区域治疗对DIR带来了独特的挑战.

研究的目的:

• 通过使用治疗计划系统,评估骨盆区域MRI-to-CT可变形图像登记 (DIR) 的质量.
• 评估DIR性能作为在线MRI引导粒子治疗临床工作流程的先决条件.

主要方法:

• 使用两个算法对DIR质量的回顾性评估:ANACONDA和Elastix.
• 在5名盆腔癌患者中利用T1和T2加权的每日MRI扫描进行DIR.
• 使用Dice相似系数和平均距离,将变形CT (dCT) 上的自动映射轮与手动轮 (地面真相) 进行比较.

主要成果:

• 与T2加权序列相比,T1加权的MRI序列与ANACONDA产生了更好的DIR结果.
• 阿纳孔达的表现与Elastix.com的表现相当.
• 膀和直肠表现出最低的一致性;其他结构实现了Dice相似系数>0.80.
• 在规划目标体积 (PTV) 上,水等值路径长度和R80%的最大中位偏差分别为7.1mm和2.1mm.

结论:

• 在盆腔治疗中,ANACONDA 实现了光束路径内的结构的良好的 DIR 质量.
• 这项研究通过比较R80%地图,提供了在线MRI引导的骨盆区域颗粒疗法不确定性的初步量化.
• 这些发现支持将DIR集成到适应性颗粒疗法的临床工作流中.