Resumen de Characteristics and uses of dual-spiral dual-energy CT in radiotherapy of the head and neck
Enric Fernández-Velilla Cepria
- español
La CT de doble energía y doble espiral en radioterapia es una técnica novedosa cuyas características y usos no han sidoestablecidos todavía. Su principal ventaja respecto a otros tipos de doble energía es su menor coste económico, razón por la cual está siendo introducida en gran número de hospitales del SNS. Su principal desventaja es el tiempo entre adquisiciones, que puede ser origen de incertidumbres debidas a movimientos del paciente o a una variación temporal en la concentración de contraste yodado en la sangre o los tejidos. El alcance de estas incertidumbres todavía no ha sido determinado con exactitud.
El objetivo de este trabajo es llenar el vacío de literatura sobre esta técnica en el ámbito de la radioterapia de los tumores de cabeza y cuello.
El trabajo consta de tres partes: 1- Establecimiento de las características de calidad de las imágenes monoenergéticas (VMI) y del rango en el que suponen un beneficio neto respecto a técnicas de kilovoltaje único. Para ello se han utilizado los parámetros estándar de consenso internacional: Ruido, resolución en alto y bajo contraste, homogeneidad y mejora de contraste. Dichos parámetros han sido obtenidos en las imágenes de un maniquí de control de calidad, y los protocolos de adquisición han sido los mismos utilizados en práctica clínica.
2- Estudio del beneficio observado en la delineación de volúmenes de tratamiento para los oncólogos radioterápicos. Para ello se ha realizado un estudio sobre 15 pacientes con tumores de cabeza y cuello. El objeto de comparación ha sido la variabilidad entre observadores. Para ello se han calculado parámetros volumétricos (Coeficientes Dice, Jaccard y Geographical Miss), y geométricos (Distancia de Hausdorff y distancia mínima media).
3- Establecimiento del incremento de incertidumbre en los cálculos de dosis de radioterapia debidos al uso de imágenes vistuales sin contraste (VNC) como sustitutivas de las imágenes reales sin contraste. Para ello se ha realizado un estudio con 30 pacientes a los que se les calcularon 4 planes de tratamiento con diferentes técnicas en los dos tipos de imágenes. La comparación ha sido realizada en términos de análisis de distribuciones gamma y diferencias punto a punto.
A partir de los resultados obtenidos, las conclusiones han sido las siguientes: - Las imágenes VMI presentan una calidad aceptable según parámetros de protocolos internacionales de calidad a partir de 45keV. Además, hasta 55keV son objetivamente mejores que las imágenes de kilovoltaje único en términos de ganancia de contraste debida al yodo.
- No se apreció mejora en la variabilidad interobservador.
- Los cálculos sobre imágenes VNC no presentan una incertidumbre mayor que los realizados sobre imágenes reales sin contraste, por lo que pueden ser utilizadas como sustitutivas de estas. La condición para que esto ocurra debe ser un retraso entre el inicio de la inyección de yodo y el de la adquisición de al menos 70 segundos con el objetivo de que la concentración de yodo en sangre alcance un estado de relativa estabilidad temporal. El uso de VNC en lugar de imágenes sin contraste inyectado elimina la necesidad de la doble adquisión contraste/no contraste y reduce la dosis de radiación recibida por el paciente, junto con las incertidumbres debidas a movimientos de éste.
- català
La Tomografia Computada de Doble Energia i Doble Espiral és una tecnologia emergent que està sent introduïda en els serveis de Radioteràpia dels hospitals pel seu cost i simplicitat. Hi ha un buit de literatura sobre les seves característiques i aplicacions. Aquesta recerca omple aquest buit en el cas de la radioteràpia del cap i coll, mitjançant un estudi complet de la tècnica. Està dividit en tres parts: 1) Qualitat de les imatges, 2) utilitat en la delineació de tumors i 3) utilitat en els càlculs de dosi dels plans. El treball combina recerques en maniquí i en pacients. A partir dels resultats observats, es pot concloure que la Doble Energia de Doble Espiral proporciona unes images virtuals monoenergètiques de bona qualitat en l’interval 45-55keV, i no és inferior a d’altres tipus de Doble Energia. Més encara, la seva capacitat de retirar virtualment l’iode d’imatges amb contrast injectat pot ser usada amb seguretat i alta precisió per a càlculs de radioteràpia sempre que es compleixin determinades condicions.
- English
Dual-Spiral Dual-Energy Computed Tomography is an emerging technology that is being introduced in Radiotherapy Departments of hospitals because of its cost and simplicity. There is still a lack of literature about its features and applications. This research fills that gap in the case of Head and Neck Radiotherapy, by means of a thorough study of the technique. This research is divided in three parts: 1) imaging quality, 2) utility in tumor delineation and 3) utility in plan dose calculations. The study combines in-phantom and in-patient investigations. From the observed results, it can be concluded that Dual-Spiral Dual-Energy brings good image quality in Virtual Monoenergetic Images in the range between 45 and 55 keV and is not inferior to other types of Dual-Energy. Moreover, its capability of virtually removing iodine from contrast-enhanced CT images can be safely used for radiotherapy calculations with a high accuracy if some controlled conditions are fulfilled.
