مجله دانشکده پزشکی اصفهان

مجله دانشکده پزشکی اصفهان

اثر تجهیزات ثابت‌سازی مورد استفاده در پرتودرمانی بر کیفیت تصاویر تشدید مغناطیسی ناحیه‌ی مغز

نوع مقاله : Original Article(s)

نویسندگان
ابراهیم برقبانی 1
مهدی مومن نژاد 2
شاهرخ ناصری 2
سیده فاطمه آیتی فرد 3
عاطفه رستمی 4
1 کارشناس، بخش رادیولوژی بیمارستان امداد شهید بهشتی، دانشگاه علوم پزشکی سبزوار، سبزوار، ایران
2 دانشیار، گروه فیزیک پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران
3 کارشناس، گروه فیزیک پزشکی و علوم پرتوی، دانشکده‌ی پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی سبزوار، سبزوار، ایران
4 دانشیار، گروه فیزیک پزشکی و علوم پرتوی، دانشکده‌ی پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی سبزوار، سبزوار، ایران
10.48305/jims.v44.i854.0314
چکیده
مقدمه: به دلیل کنتراست بالای بافت نرم، امکان انجام پروتکل‌های مختلف تصویر برداری و کسب اطلاعات عملکردی در تصویربرداری تشدید مغناطیسی
(Magnetic Resonance Imaging) MRI، استفاده از آن باعث افزایش دقت طراحی درمان در پرتودرمانی می‌شود. در این مطالعه اثر تجهیزات ثابت‌سازی مورد استفاده در پرتودرمانی ناحیه‌ی مغز در هنگام تصویربرداری MRI بر کیفیت تصاویر ارزیابی شده است.
روش‌ها: تصاویر MRI فانتوم یکنواخت و 10 بیمار در پروتکل‌های T1 و T2، با کویل مغزی در موقعیت MR تشخیصی و با استفاده از ترموپلاست در موقعیت درمان گرفته شدند. تصاویر MRI گرفته شده با استفاده از نرم‌افزار آنالیز و پردازش تصاویر پزشکی 3D slicer از نظر کیفیت تصویر با پارامتر نسبت سیگنال به نویز (SNR) باهم مقایسه شدند.
یافته‌ها: متوسط درصد کاهش SNR در پروتکل T1 در هر دو تصویر فانتوم و بیماران بیشتر از T2 مشاهده شد. بیشترین میزان کاهش درصد SNR برای فانتوم در قسمت خلفی برای پروتکل‌های T1 و T2 به ترتیب 13/23 و 11/21 درصد به دست آمد. کمترین میزان کاهش درصد SNR برای فانتوم در قسمت قدامی برای پروتکل‌های T1 و 2 به ترتیب 6/81 و 4/46 درصد به دست آمد.
نتیجه‌گیری: اصلاح وضعیت بدن بیمار با استفاده از لایه صاف تخت و پایه ثابت‌سازی ترموپلاست در هنگام تصویربرداری MRI، مشابه جلسات پرتودرمانی، با کاهش ناچیز در کیفیت تصویر می‌تواند دقت روی هم انداختن تصاویر CT و MRI را افزایش دهد و در طراحی درمان با استفاده از تصاویر MRI مورد استفاده قرار گیرد.

تازه های تحقیق

عاطفه رستمی: Google Scholar, PubMed

کلیدواژه‌ها
تجهیزات ثابت‌سازی
ماسک ترموپلاست پلی استر
کیفیت تصویر
تصویربرداری تشدید مغناطیسی
پرتودرمانی
موضوعات

عنوان مقاله English

The Effect of fixation equipment used in radiotherapy on the quality of magnetic resonance images of the brain region

نویسندگان English

Ebrahim Borghabani 1
Mahdi Momennezhad 2
Shahrokh Naseri 2
Seiedeh Fatemeh Ayati fard 3
Atefe Rostami 4
1 Department of Radiology, Shahid Beheshti Emdam Hospital, Sabzevar University of Medical Sciences, Sabzevar, Iran
2 Department of Medical Physics, Faculty of Medicine, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad, Iran
3 Department of Medical Physics and Radiation Sciences, Faculty of Paramedical Sciences, Sabzevar University of Medical Sciences, Sabzevar, Iran
4 Associate Professor, Department of Medical Physics and Radiation Sciences, Faculty of Paramedical Sciences, Sabzevar University of Medical Sciences, Sabzevar, Iran
چکیده English

Background: The high contrast inherent in soft tissue, coupled with the capacity to implement a variety of imaging protocols and acquire functional data through magnetic resonance imaging (MRI), significantly enhances the precision of treatment planning of radiotherapy. In this study, the effect of radiotherapy positioning equipment on MR image quality of brain region was evaluated.
Methods: MRI images of homogenous phantom and 10 patients in T1 and T2 protocols with brain coil in the diagnostic MR position and using thermoplastic mask in the treatment position of radiotherapy were taken. MRI images using Medical image analysis and processing software (3D Slicer) were compared in terms of image quality with the signal-to-noise ratio (SNR) parameter.
Findings: The average percentage of SNR reduction was measured more in the T1 protocol in both phantom and patient images. The highest percentage of SNR reduction for the phantom in the posterior part was obtained for the T1 and T2 protocols, 13.23 and 11.21 percent, respectively. The lowest percentage of SNR reduction for the phantom in the anterior part was obtained for the T1 and T2 protocols, 6.81 and 4.46 percent, respectively.
Conclusion: Correcting the patient's body position using flat overlay table and thermoplastic fixation base during MRI imaging, similar to radiotherapy sessions, can increase the accuracy of CT and MRI images registration with a slight decrease in image quality and can be used in treatment planning using MRI images.

کلیدواژه‌ها English

Fixation devices
thermoplastic polyester mask
image enhancement
magnetic resonance imaging
Radiotherapy
1.     Kitson SL. Modern Medical Imaging and Radiation Therapy. Cyber Security| Big Data| AI Open Med Science. 2024. Available from: https://openmedscience.com/wp-content/uploads/2024/05/Modern-Medical-Imaging-Radiation-Therapy.pdf
2.     De Pietro S, Di Martino G, Caroprese M, Barillaro A, Cocozza S, Pacelli R, et al. The role of MRI in radiotherapy planning: a narrative review “from head to toe”. Insights into Imaging 2024; 15(1): 255.
3.     Low DA, Fallone BG, Raaymakers BW. MRI-Guided Radiation Therapy Systems. Semin Radiat Oncol 2024; 34(1): 14-22.
4.     Gardner SJ, Kim J, Chetty IJ. Modern radiation therapy planning and delivery. Hematol Oncol Clin North Am 2019; 33(6): 947-62.
5.     Singhrao K, Dugan CL, Calvin C, Pelayo L, Yom SS, Chan JWH, et al. Evaluating the Hounsfield unit assignment and dose differences between CT‐based standard and deep learning‐based synthetic CT images for MRI‐only radiation therapy of the head and neck. J Appl Clin Med Phys 2024; 25(1):e 14239.
6.     Liu X, Chen X, Chen D, Liu Y, Quan H, Gao L, et al. A patient-specific auto-planning method for MRI-guided adaptive radiotherapy in prostate cancer. Radiother Oncol 2024; 200: 110525.
7.     McDaid L, Clough A, Benson RK, Nelder C, McMahon J, Jackson S, et al. Geometric distortion caused by metallic femoral head prosthesis in prostate cancer imaging on an MR Linac: in-vivo measurements of spatial deformation. Br J Radiol 2024; 97(1156): 757-62.
8.     Bakker C, Moerland M, Bhawandien R, Beersma R. Analysis of machine-dependent and object-induced geometric distortion in 2DFT MR imaging. Magnetic Resonance Imaging 1992; 10(4): 597-608.
9.     Jafar M, Jafar YM, Dean C, Miquel ME. Assessment of geometric distortion in six clinical scanners using a 3D-printed grid phantom. J Imaging 2017; 3(3): 28.
10.  Wang D, Strugnell W, Cowin G, Doddrell DM, Slaughter R. Geometric distortion in clinical MRI systems: Part I: evaluation using a 3D phantom. Magn Reson Imaging 2004; 22(9): 1211-21.
11.  Uh J, Merchant TE, Li Y, Li X, Hua C. MRI‐based treatment planning with pseudo CT generated through atlas registration. Med Phys 2014; 41(5): 051711.
12.  Sun J, Dowling JA, Pichler P, Parker J, Martin J, Stanwell P, et al. Investigation on the performance of dedicated radiotherapy positioning devices for MR scanning for prostate planning. J Appl Clin Med Phys 2015; 16(2): 4-13.
13.  Xing A, Holloway L, Arumugam S, Walker A, Rai R, Juresic E, et al. Commissioning and quality control of a dedicated wide bore 3T MRI simulator for radiotherapy planning. Int J Cancer Ther Oncol 2016; 4(2): 421.
14.  Konnerth D, Eze C, Nierer L, Thum P, Braun J, Niyazi M, et al. Novel modified patient immobilisation device with an integrated coil support system for MR-guided online adaptive radiotherapy in the management of brain and head-and-neck tumours. Tech Innov Patient Support Radiat Oncol 2021; 20: 35-40.
15.  Mandija S, D'Agata F, Navest RJ, Sbrizzi A, Tijssen RH, Philippens ME, et al. Brain and head-and-neck MRI in immobilization mask: a practical solution for MR-only radiotherapy. Front Oncol 2019; 9: 647.
16.  Winter RM, Leibfarth S, Schmidt H, Zwirner K, Mönnich D, Welz S, et al. Assessment of image quality of a radiotherapy-specific hardware solution for PET/MRI in head and neck cancer patients. Radiotherapy and Oncology 2018; 128(3): 485-91.
17.  Mcjury M, O'Neill A, Lawson M, McGrath C, Grey A, Page W, et al. Assessing the image quality of pelvic MR images acquired with a flat couch for radiotherapy treatment planning. Br J Radiol 2011; 84(1004): 750-5.
18.  Walker A, Liney G, Holloway L, Dowling J, Rivest‐Henault D, Metcalfe P. Continuous table acquisition MRI for radiotherapy treatment planning: distortion assessment with a new extended 3D volumetric phantom. Med Phys 2015; 42(4): 1982-91.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 44، شماره 854
هفته 2، اردیبهشت
فروردین و اردیبهشت 1405
صفحه 314-322

  • تاریخ دریافت 23 دی 1403
  • تاریخ پذیرش 27 اردیبهشت 1405