ارزیابی روش تصویربرداری MRI و استفاده از مشخصه های تصویری CT ساخته شده از تصاویر MRI برای بررسی محاسبه دز و طراحی درمان رادیوتراپی تومور مغزی
General Material Designation
[پایان نامه]
First Statement of Responsibility
مهدی شجاعی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشکده پزشکی
Date of Publication, Distribution, etc.
۱۴۰۱
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۶۸ص
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
فیزیک پزشکی
Date of degree
۱۴۰۱/۰۶/۰۵
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
مقدمه و هدف: سیتی اسکن روش اصلی تصویربرداری در پرتودرمانی خارجی است. در سیتی امکان دستیابی به چگالی الکترون بافتها برای محاسبه دز وجود دارد. با این وجود، سیتی اسکن از پرتوهای یونیزان استفاده میکند و کنتراست بافت نرم در آن بسیار ضعیف است. در مقابل، امآرآی، کنتراست بافت نرم بسیار بهتری دارد و بدون تشعشعات یونیزان میباشد. با این حال، محاسبه دز از طریق امآرآی هنوز یک مشکل بزرگی دارد؛ امآرآی اطلاعاتی از تراکم بافت را ارائه نمیدهد. برای رویارویی با این موضوع، میتوان از سیتی معادل استفاده کرد. روشهای مختلفی برای تبدیل تصاویر امآرآی به سیتی معادل وجود دارند. روشهای مبتنی بر اطلس علاوه بر سادگی در حین اجرا، عدم نیاز به سختافزارهای کامپیوتری قدرتمند و دادههای بسیار زیاد و نیز عدم نیاز به استفاده از توالیهای خاص میتوانند در بخشهای پرتو درمانی مورد استفاده قرار گیرند. هدف از این مطالعه کاهش خطای بافت استخوانی در تصاویر سیتی معادل در بیماران تومور مغزی میباشد که در طی آن از رویکردهای متنوعی در ساخت و ترکیب تصاویر اطلس استفاده میشود.مواد و روشها: در این مطالعه از روش تصاویر اطلس برای ساخت سیتی معادل استفاده شده است. 37 جفت اطلس سیتی و امآر با توالیهای MPRAGE و FLAIR همراه با یک بیمار با گلیومای گرید 1 به عنوان تست با تصاویر سیتی و امآر با توالیهای T1 SE و FLAIR از بیمارستان امام خمینی بدست آمد. پس از انجام عملیات پیشپردازش، سیتی معادل از طریق 2 رویکرد اصلی ساخته شد. در رویکرد اول ابتدا تصاویر امآر ترکیب شده و سپس ثبت شدند تا سیتی معادل ساخته شود، حال در رویکرد دوم ابتدا تصاویر اطلس امآر یکبهیک بر امآر هدف ثبت شده و از طریق میدان تغییرشکل، سیتیهای تغییرشکلیافته ایجاد شدند. با استفاده از روشهای مختلف همچون روشهای مشابهتسنجی مقاطع و patch ها و همینطور محاسبات آماری مبتنی بر واکسل، سیتیهای تغییرشکلیافته، ترکیبشده و سیتی معادل ساخته شد. در نهایت طرح درمان بر روی بهترین تصاویر با خطای کم انجام شد و محاسبه دز و تحلیل گاما صورت گرفت. فرآیند فوق به صورت جداگانه برای توالیهای T1 SE هدف و MPRAGE اطلس (غیرهمسان) و FLAIR های هدف و اطلس (همسان) انجام گرفت. به منظور اعتبارسنجی تصاویر سیتی معادل، از چندین الگوریتم مشابهتسنج و محاسبه خطا استفاده گردید.نتایج: مقادیر خطا و ضرایب شباهت سیتی معادل برای بافتهای مختلف از جمله کل سر، بافت نرم و استخوان محاسبه گردید. ضرایب دایس سر، استخوان و بافت نرم برای سیتی معادل منتج از بهترین روش (یک تصویر رفرنس-میانگین) به ترتیب 99/0 ، 78/0 و 86/0 بدست آمد. برای بررسی خطای شدت واکسلهای تصویر، از میانگین خطای مطلق در سر، استخوان و بافت نرم استفاده شد که مقدار آن به ترتیب برابر با 12/43 ، 42/32 و 40/7 هانسفیلد یونیت محاسبه شد. مقدار خطای مجذور فاصله و شاخص تشابه ساختاری به ترتیب 30/3 میلیمتر و 68/0 بدست آمد. پس از طرح درمان و تحلیل منحنی DVH مقدار اختلاف D%98 و D%99 سیتی معادل و هدف برابر با 28/0 و 42/0 درصد برآورد شد. علاوه بر بررسی دز و منحنی های DVH، شاخص گاما با پارامترهای mm1/%1 ، mm2/%2 و mm3/%3 انجام گرفت و به ترتیب نرخ قبولی 6/97 ، 9/99 و 100 درصد بدست آمد.نتیجه¬گیری: میزان شباهت تصاویر اطلس و هدف بسیار حائز اهمیت است و در کاهش خطا تاثیرگذار است. همچنین استفاده از ثبت تصویر چندمرحلهای و ثبت آفین در مرحله آخر میتواند همراستاییها را افزایش دهد. در میان شاخصهای مشابهتسنج در ترکیب سیتیهای تغییرشکلیافته، SSIM با ابعاد patch کوچکتر و ضریب دایس با در نظر گرفتن مولفههای مختلف در بررسی ساختارها و شدت پیکسلها نسبت به روشهای دیگر بهتر عمل میکنند. همچنین در بررسی روشهای ترکیب سیتیهای تغییرشکلیافته تفاوت معناداری بین میانگین و میانه مشاهده نشد. در نهایت در این مطالعه با روشهای مختلف خطای استخوان در مغز کاهش یافت که یک از دلایل آن ثبت چند مرحلهای تصاویر بود. با توجه به نتایج طرح درمان بدست آمده از این مطالعه، استفاده از سیتی معادل منتج از این مطالعه در پرتودرمانی بیماران تومور مغزی میتواند کاربردی باشد.