Alternative techniques as a substitute for 4D-CT Simulation in Lung cancer patients
Keywords:
CT-Simulation, 4D-CT, slow CT, breath-hold technique, CA lungAbstract
Background: In radiation therapy for lung cancer, the lung lesions move with respiration. Currently, there is a technique, four-dimensional computed tomography (4D-CT), that acquire images while tracking the respiratory graph during the CT scan, resulting in images with accurate size and position of the lung lesions. However, this method is complex and the cost of purchasing the equipment is quite high.
Objectives: Conduct a study on research data regarding breath-holding techniques and slow CT as a replacement for 4D-CT.
Materials & methods: This study used the Phillips Big Bore RT CT scanner to collect image data, utilizing a moving phantom, specifically the computerized imaging reference systems (CIRS), which is a device that simulates a tumor. The respiratory rate was set to 12 breaths per minute, which is the normal breathing rate for patients. Scans were performed using 4D-CT, inhale/exhale breath-hold CT, 4 sets of slow CT, according to difference of pitch and rotation, and standard CT. The respiratory management device used was the Sentinel 4D-CT (C-RAD AB, Sweden), which is an optical Surface Monitoring Systems (OSMS). Once the image sets for treatment planning were obtained, radiation oncologists contoured the tumor lesion on each CT image set.
Results: The slow CT2 image set and the inhale/exhale breath-hold CT image set acquire tumor volumes of 8.16 and 9.36 cubic centimeters, respectively, which were close to the tumor volume defined using the internal target volume (ITV) obtained from the 4D-CT, 9.93 cubic centimeters. However, the inhale/exhale breath-hold method has the limitation of requiring patients to hold their breath at a normal level.
Conclusion: The appropriate method for performing a Phillips Big Bore RT CT scan to replace 4D-CT is slow CT by setting the parameters with the lowest pitch value of 0.563 and the highest rotation time of 1 second. The results are of a quality comparable to that of 4D-CT.
References
โรงพยาบาลศิริราชปิยมหาการุณย์. มะเร็งปอดทุกระยะดูแลได้ [Internet]. [cited 2025 Aug 25]. Available from: https://www.siphhospital.com/th/news/article/share/lung-cancer
พญ.ปาริชาติ นิยมทอง. โรคมะเร็งปอดรู้เท่าทันป้องกันได้. วารสารโรงพยาบาลแพร่. 2018; 26: 61-80.
รังสีรักษาศิริราช. CT-Simulator with Surface Tracking [Internet]. [cited 2024 Aug 26]. Available from: https://sirirajradonco.org/Healing-Tool
มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. บทที่ 2 ทฤษฎีพื้นฐานโรคมะเร็งปอด [Internet]. [cited 2024 Oct 15]. Available from: https://archive.lib.cmu.ac.th/full/T/2560/medph80860kapa_ch2.pdf
Khamfongkhruea C, Thongsawad S, Tannanonta C, Chamchod S. Comparison of CT images with average intensity projection, free breathing, and mid-ventilation for dose calculation in lung cancer. J Appl Clin Med Phys. 2017;18:26–36.
Keall PJ, Mageras GS, Balter JM, Emery RS, Forster KM, Jiang SB, et al. The management of respiratory motion in radiation oncology: report of AAPM Task Group 76. Med Phys. 2006;33:3883–4.
Puangragsa U, Pleanarom S, Phongprapun W, Thananphuwasit U, Yaemchaisarn C, Pongpaiboon F, et al. Stereotactic Body Radiotherapy in lung cancer and lung metastases patient at Siriraj hospital. J Thai Assoc Radiat Oncol.2022;28:49–71.
Boonma C, Kharuwanarin S. การประเมินปริมาณรังสีที่ผู้ป่วยวัยผู้ใหญ่ได้รับจากการตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ช่องท้องที่โรงพยาบาลศิริราช [Dose assessment from abdominal CT in adult patients at Siriraj Hospital]. วารสารรังสีวิทยาศิริราช. 2018;5:8–24.
Wurstbauer K, Deutschmann H, Kopp P, Sedlmayer F. Radiotherapy planning for lung cancer: Slow CTs allow the drawing of tighter margins. Radiother Oncol. 2005;75:165–70.
Jang JS, Huh GJ, Park SY, Yang PS, Chung HN, Seo JH, et al. Reconstitution of internal target volumes by combining four-dimentional computed tomography and a modified slow computed tomography scan in stereotactic body radiotherapy planning for lung cancer. Radiat Oncol. 2014;9:106.
Chinneck CD, McJury M, Hounsell AR. The potential for undertaking slow CT using a modern CT scanner. Br J Radiol. 2010;83:687–93.
de Koste JR, Lagerwaard FJ, de Boer HC, Nijssen-Visser MR, Senan S.Are multiple CT scans required for planning curative radiotherapy in lung tumors of the lower lobe. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2003;55:1394–9.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Thai Association of Radiation Oncology

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความที่ได้รับการตีพิมพ์เป็นลิขสิทธิ์ของวารสารมะเร็งวิวัฒน์ ข้อความที่ปรากฏในบทความแต่ละเรื่องในวารสารวิชาการเล่มนี้เป็นความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนแต่ละท่านไม่เกี่ยวข้องกับ และบุคคลากรท่านอื่น ๆ ใน สมาคมฯ แต่อย่างใด ความรับผิดชอบองค์ประกอบทั้งหมดของบทความแต่ละเรื่องเป็นของผู้เขียนแต่ละท่าน หากมีความผิดพลาดใดๆ ผู้เขียนแต่ละท่านจะรับผิดชอบบทความของตนเองแต่ผู้เดียว
