新しい画像変形技術を利用したPET/CT画像に基づく放射線治療計画に関する研究

基于PET/CT图像的新型图像变换技术的放射治疗计划研究

基本信息

批准号：
17H00598
负责人：
片山博貴
金额：
$ 0.29万
依托单位：
Kagawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H00598/
关键词：
PET/CT Deformable image registration 治療計画

项目摘要

研究目的 : PET/CT画像は非剛体レジストレーション(Deformable Image Registration : DIR)といわれる新しい画像変形技術を用いることによって治療計画CTと精度よく一致させることが可能となった。しかし、画像変形にともなってSUVが変化することが予想され, 変形後のSUVに基づく輪郭作成では描出される領域が異なることが考えられた。基礎的な画像変形によるSUV変化の特性を解明することを目標とし, ファントムを用いた検討を行う。研究方法 : 脳メチオニンファントム(糸井樹脂製作所)を利用した。模擬腫瘤として38mmの球体ファントムとその変形を想定し、同一容量で形状の異なる楕円球ファントムを使用した。はじめに、38mmの球体ファントム内にFDGと造影剤の混合溶液を封入して、PET/CT画像を撮影した。変形前の状態として球体のSUVmaxを測定した。腫瘤領域はSUV2.5, SUVmaxの40%(40%SUVmax), Gradient-base(GB)の3種類で作成した。次に、38, 27, 20, 16mmの球体ファントムと3種類の楕円球ファントム内に造影剤のみを封入し、計画用CT画像を撮影した。DIRソフトウェアを利用し、PET/CTの球体ファントム(38mm球)に変形を加えた。変形PET画像に対して球体のSUVmaxを測定し、DIR前後で比較した。腫瘤領域も同様に3種類の方法で作成し、比較した。研究成果 : DIR前後でのSUVmaxは平均で2%程度低下することが明らかになった。また、変形後に球体が小さくなるような変形の場合にはより低下率が大きくなった。これは、変形後のPET画像のvoxelサイズが計画CT画像と一致するように、周辺のintensityから補間によって作成されることに起因すると考えられた。腫瘤領域はDIR前後でSUV2.5や40%SUVmaxの領域は5%以内で一致したが、GBではDIR後のPET画像で作成される体積は10%を超える体積増加が明らかになった、これはDIRによって腫瘤境界のintensityのプロファイル形状に歪みが生じるために、正確な領域を描出できなかったと考えられる。以上より、DIR後のPET画像のSUV変化は2%程度で大きな変化は生じない。しかし、輪郭作成においては利用する描出法によって差が生じることが明らかになった。

研究目标：通过使用一种称为可变形图像注册（DIR）的新图像转换技术，可以将PET/CT图像与治疗计划CT准确匹配。但是，预计SUV会随图像变形而变化，并且认为当变形后基于SUV的轮廓创建时，要绘制的区域会不同。目的是阐明由基本图像转换引起的SUV变化的特征，并使用幻影。研究方法：使用了脑甲酸幻影（ITOI树脂制造有限公司）。假设球体幻影及其变形，则使用具有相同容量和不同形状的椭圆球幻影用作模拟质量。首先，将FDG和对比度的混合溶液封闭在38mm球体幻影中，并拍摄了PET/CT图像。在变形前将球体的suvmax作为状态测量。肿瘤区域分为三种类型：SUV2.5，占SUVMAX（40％SUVMAX）和梯度碱（GB）的40％。接下来，仅在38、27、20和16毫米球体幻象和三种类型的椭圆球幻象上封装了对比剂，并拍摄了用于计划的CT图像。使用DIR软件，将变形应用于PET/CT球体幻影（38mm球体）。为变形的PET图像测量了球体的suvmax，并在DIR之前和之后进行了比较。使用三种不同的方法类似地生产质量区域并进行了比较。研究结果：据透露，在DIR之前和之后的Suvmax平均降低了约2％。此外，在变形的情况下，在变形后球变小，还原速率变得更大。这被认为是由于以下事实：转化的PET图像的体素大小是由周围强度的插值创建的，因此转换后的PET图像的体量与计划的CT图像一致。质量区域与DIR之前和之后的SUV2.5和40％的Suvmax区域一致，但是DIR后PET图像中产生的体积的体积在GB中增加了10％以上，这被认为由于DIR引起的质量边界强度的变形而无法准确描述该区域。结果，DIR后PET图像的SUV变化约为2％，并且没有显着变化。但是，已经揭示了差异取决于大纲创建中使用的图形方法。