Die Computertomographie (CT) ist das Standard-Bildgebungsverfahren in der Strahlentherapie-Behandlungsplanung (RTP). Die Magnetresonanztomographie (MR) bietet jedoch einen überlegenen Weichteilkontrast, wodurch die Präzision der Zielvolumenauswahl erhöht wird. Wir präsentieren RTP auf MR-Basis für ein Rattenhirn auf einer Kleintier-Strahlungsforschungsplattform (SARRP) unter Verwendung probabilistischer Voxel-Klassifizierung mit mehreren MR-Sequenzen. Sechs Rattenköpfe wurden abgebildet, jeder mit einer CT- und fünf MR-Sequenzen. Die MR-Sequenzen waren: T1-gewichtet, T2-gewichtet, Null-Echozeit (ZTE) und zwei ultrakurze Echozeitsequenzen mit 20 μs (UTE1) und 2 ms (UTE2) Echozeiten. CT-Daten wurden manuell in Luft, Weichgewebe und Knochen segmentiert, um die RTP-Referenz zu erhalten. Vormagnetisierungsfeld-korrigierte MR-Bilder wurden automatisch in die gleichen Gewebeklassen segmentiert, wobei ein Fuzzy-C-Means-Segmentierungsalgorithmus mit mehreren Bildern als Eingabe verwendet wurde. Ähnlichkeiten zwischen segmentierten CT- und automatisch segmentierten MR-Bildern (ASMR) wurden unter Verwendung des Dice-Koeffizienten bewertet. Drei ASMR-Bilder mit hohem Ähnlichkeitsindex wurden für weitere RTP verwendet. Es wurden drei Strahlanordnungen untersucht. Dosisverteilungen wurden durch Analysieren von Dosis-Volumen-Histogrammen verglichen. Die höchsten Dice-Koeffizienten wurden für die ZTE-UTE2-Kombination und für die T1-UTE1-T2-Kombination erhalten, wenn ZTE nicht verfügbar war. Beide Kombinationen wurden zusammen mit UTE1-UTE2, die häufig zum Erzeugen von ASMR-Bildern verwendet werden, für weiteres RTP verwendet. Bei Verwendung von 1 Strahl unterschätzte MR-basiertes RTP die an das Ziel abzugebende Dosis (Bereich: 1.4 %–7.6 %). Wenn komplexere Strahlkonfigurationen verwendet wurden, war die berechnete Dosis mit der ZTE-UTE2-Kombination am genauesten, mit einer Abweichung von 0.7 % vom CT, verglichen mit 0.8 % für T1-UTE1-T2 und 1.7 % für UTE1-UTE2. Der vorgestellte reine MR-basierte Arbeitsablauf für RTP auf einem SARRP ermöglicht sowohl eine genaue Organabgrenzung als auch Dosisberechnungen unter Verwendung mehrerer MR-Sequenzen. Diese Methode kann in Längsschnittstudien nützlich sein, in denen die kumulative Strahlendosis der CT zur Gesamtdosis beitragen könnte.
Shandra Gutiérrez, Benedicte Descamps, Christian Vanhove
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Software zur Berechnung der Strahlungsdosis für nicht bildgeführte Bestrahlungsgeräte: Webinar
Genaue Dosimetrie und Berichterstattung sind die beste Praxis in der Strahlenforschung. Während Systeme wie das Xstrahl CIX-Serien haben sich als reproduzierbar und genau erwiesen. Die Bestimmung der genauen Dosis, die einem Probanden verabreicht wird, kann aufgrund der Wechselwirkungen schwierig sein ...
