การศึกษาในหุ่นจำลองเพื่อประเมินประสิทธิภาพของเทคนิค Iterative Metal Artifact Reduction (iMAR) ในงานรังสีรักษาระยะไกล
คำสำคัญ:
การลดสัญญาณรบกวนจากโลหะแบบทำซ้ำ, ค่าความหนาแน่นของเนื้อเยื่อในหน่วยของภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์, ความแม่นยำในการคำนวณปริมาณรังสีบทคัดย่อ
หลักการและเหตุผล: โลหะในร่างกายผู้ป่วยส่งผลให้ภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ (Computed Tomography; CT) เกิดสัญญาณรบกวนประเภทโลหะ (metallic artifact) นำไปสู่ความคลาดเคลื่อนของความหนาแน่นเนื้อเยื่อ (Hounsfield Unit; HU) ซึ่งส่งผลกระทบความแม่นยำในการคำนวณปริมาณรังสีในงานรังสีรักษาระยะไกล
วัตถุประสงค์: เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของอัลกอริทึมการลดสัญญาณรบกวนจากโลหะแบบทำซ้ำ (Iterative Metal Artifact Reduction: iMAR) ต่อความแม่นยำของค่า HU และการคำนวณปริมาณรังสีในหุ่นจำลอง
วัสดุและวิธีการ: ประเมินคุณภาพเครื่อง CT ตามมาตรฐาน AAPM TG-66 ด้วยหุ่นจำลอง Catphan® 600 จากนั้นถ่ายภาพ CT หุ่นจำลองชนิด CIRS Gammex Phantom ร่วมกับแท่งเหล็กกล้าคาร์บอน (carbon steel) ที่จำลองสถานการณ์ทางคลินิก เพื่อเปรียบเทียบความถูกต้องของค่า HU ทั้งแบบใช้และไม่ใช้ iMAR นอกจากนั้นการศึกษานี้ยังนำภาพ CT ของหุ่นจำลองชนิด CIRS pelvis phantom มาวางแผนการรักษาด้วยระบบวางแผนการรักษา Eclipse ด้วยโฟตอนพลังงาน 6 และ 10 MV ด้วยสมการคำนวณรังสีแบบ GBBS เพื่อประเมินความถูกต้องของการคำนวณรังสีแบบจุดและวิเคราะห์ค่าดัชนีแกมมา (Gamma index analysis) บนภาพที่ใช้และไม่ใช้ iMAR
ผลการศึกษา: ภาพ CT ผ่านการทดสอบตามเกณฑ์มาตรฐานของ AAPM TG-66 ในการศึกษาด้วยหุ่นจำลองชนิด CIRS Gammex phantom พบว่า Metallic Artifact รบกวนภาพ CT จำนวนมากขึ้นเมื่อเพิ่มแหล่งกำเนิดโลหะและเทคนิค iMAR ลดสัญญาณรบกวนรวมถึงช่วยเพิ่มความถูกต้องของ HU ในทุกสถานการณ์จำลองทางคลินิก นอกจากนั้นหุ่นจำลองชนิด CIRS pelvis phantom แสดงให้เห็นว่าภาพ CT ที่ผ่านการปรับปรุงด้วย iMAR ช่วยเพิ่มความแม่นยำในการคำนวณรังสีเมื่อเทียบกับภาพที่มีสัญญาณรบกวน โดยช่วยลดเปอร์เซ็นต์ความแตกต่างของปริมาณรังสีแบบจุด (จาก 0.66% เหลือ 0.44% สำหรับ 6 MV และ 1.82% เหลือ 0.64% สำหรับ 10 MV) และปรับปรุงค่าดัชนีแกมมาโดยเฉพาะที่ระดับ 2%/2 มม. ที่เพิ่มขึ้นจากประมาณ 87–89 เปอร์เซ็นต์ (ไม่ใช้ iMAR) มาเป็น 97 เปอร์เซ็นต์ (ใช้ iMAR) แต่ไม่พบความแตกต่างที่ระดับ 3%/3 มม. จากการใช้และไม่ใช้ iMAR
ข้อสรุป: เทคนิค iMAR ช่วยลดสัญญาณรบกวนจากโลหะและทำให้อ่านค่า HU ได้แม่นยำ ซึ่งจำเป็นต่อการวางแผนรังสีรักษาระยะไกล ช่วยให้คำนวณปริมาณรังสีได้ถูกต้องตามจริงและเหมาะสมต่อแผนการรักษาภายใต้เกณฑ์ทางคลินิกที่ซับซ้อน
เอกสารอ้างอิง
1. Verburg JM, Seco J. CT metal artifact reduction methods: A quantitative comparison of commercial and non-commercial techniques. Med Phys. 2012;39: 4367–79.
2. Reft C, Alecu R, Das IJ, Gerbi JB, Keall P, Lief E, et al. Dosimetric considerations for patients with hip prostheses undergoing pelvic irradiation. Report of the AAPM Radiation Therapy Committee Task Group 63. Med Phys. 2003;30:1162–82.
3. Boas FE, Fleischmann D. CT artifacts: Causes and reduction techniques. Imaging Med. 2012;4:229–40.
4. Siemens Healthineers. Iterative Metal Artifact Reduction (iMAR): Technical principles and clinical applications. Siemens White Paper; 2015.
5. Meyer E, Raupach R, Lell M, Schmidt B, Kachelrieß M. Normalized metal artifact reduction (NMAR) in computed tomography. Med Phys. 2010;37:5482–93.
6. Axente M, Paidi A, Von Eyben R, Hancock SL, Skinner L, Watkins WT, et al. Clinical evaluation of metal artifact reduction for CT-based radiotherapy planning. Phys Med Biol. 2015;60:4491–511.
7. Zhang Y, Huang J, Chen W, Chen J, Yan G, Lu J. Dosimetric evaluation of metal artifact reduction algorithms in radiotherapy planning using phantom studies. Phys Med. 2016;32: 235–43.
8. Mutic S, Palta JR, Butker EK, Das IJ, Huq MS, Loo LN, et al. Quality assurance for computed-tomography simulators and the computed-tomography-simulation process: Report of the AAPM Radiation Therapy Committee Task Group No. 66. Med Phys. 2003;30:2762-92.
9. Kalender WA, Hebel R, Ebersberger J. Reduction of CT artifacts caused by metallic implants. Radiology. 1987;164:576-7.
10. Maerz M, Koenig S, Schmitt D, Ackermann B, Ellerbrock M, Greilich S. Metal artifact reduction in CT imaging for radiotherapy planning: Dosimetric effects and clinical relevance. Phys Med Biol. 2016;61:N298-312.
11. Schmitt D, Maerz M, Koenig S, Ackermann B, Ellerbrock M, Greilich S. Impact of iterative metal artifact reduction on dose calculation accuracy in radiotherapy. Phys Med. 2021;82:1-8.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2026 สมาคมรังสีรักษาและมะเร็งวิทยาแห่งประเทศไทย
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความที่ได้รับการตีพิมพ์เป็นลิขสิทธิ์ของวารสารมะเร็งวิวัฒน์ ข้อความที่ปรากฏในบทความแต่ละเรื่องในวารสารวิชาการเล่มนี้เป็นความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนแต่ละท่านไม่เกี่ยวข้องกับ และบุคคลากรท่านอื่น ๆ ใน สมาคมฯ แต่อย่างใด ความรับผิดชอบองค์ประกอบทั้งหมดของบทความแต่ละเรื่องเป็นของผู้เขียนแต่ละท่าน หากมีความผิดพลาดใดๆ ผู้เขียนแต่ละท่านจะรับผิดชอบบทความของตนเองแต่ผู้เดียว
