ศึกษาเปรียบเทียบความแตกต่างค่าความคลาดเคลื่อนของก้อนมะเร็งปอดระหว่างภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ในห้องฉายรังสีแบบสามมิติ(3D-CBCT)และสี่มิติ(4D-CBCT)

นัทวรรณ ม่วงไม้; ศุภนิดา  งามดี; จิราพร เสตกรณุกูล; อุตุมพร พ่วงรักษา; ชนิดา สถิตวัฒนวิโรจน์; ไพลิน พาฬิโพธิ์

ผู้แต่ง

นัทวรรณ ม่วงไม้ สาขาวิชารังสีรักษา ภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล
ศุภนิดา งามดี สาขาวิชารังสีรักษา ภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล
จิราพร เสตกรณุกูล สาขาวิชารังสีรักษา ภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล
อุตุมพร พ่วงรักษา สาขาวิชารังสีรักษา ภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล
ชนิดา สถิตวัฒนวิโรจน์ สาขาวิชารังสีรักษา ภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล
ไพลิน พาฬิโพธิ์ สาขาวิชารังสีรักษา ภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล

คำสำคัญ:

ระบบภาพนำวิถีคอมพิวเตอร์สามมิติแบบลำรังสีทรงกรวย, ระบบภาพนำวิถีสามมิติ, ระบบภาพนำวิถีสี่มิติ, ระบบภาพนำวิถี

บทคัดย่อ

หลักการและเหตุผล: การรักษามะเร็งปอดด้วยเทคนิค Stereotactic Body Radiotherapy (SBRT) ต้องอาศัยความแม่นยำสูงเนื่องจากก้อนมะเร็งปอดมีการเคลื่อนไหวตามการหายใจ การวางแผนการรักษาที่เหมาะสมด้วยการทำเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบ 4 มิติ (4D-CT) จึงถูกนำมาใช้ ทั้งนี้ในขั้นตอนการฉายรังสีจึงต้องมีระบบภาพนำวิถีเพื่อตรวจสอบตำแหน่งได้อย่างแม่นยำ ซึ่งการตรวจสอบตำแหน่งก่อนฉายรังสีด้วยระบบภาพนำวิถีมีทั้งชนิด 3 มิติ (3D-CBCT) และ 4 มิติ (4D-CBCT) ที่ยังมีข้อถกเถียงด้านความแม่นยำ การศึกษานี้จึงมุ่งเปรียบเทียบความคลาดเคลื่อนของทั้งสองเทคนิคเมื่อเทียบกับภาพ Average intensity projection (AIP) จาก 4D-CT

วัตถุประสงค์: ศึกษาความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งก้อนมะเร็งปอดจากภาพ 3D-CBCT และ 4D-CBCT เทียบกับภาพ AIP จาก 4D-CT และประเมินความเหมาะสมของการใช้ 3D-CBCT แทน 4D-CBCT

วัสดุและวิธีการ: เป็นการศึกษาแบบย้อนหลังในผู้ป่วยมะเร็งปอด 9 ราย ที่ได้รับการฉายรังสีเทคนิค SBRT และได้รับการตรวจสอบตำแหน่งก้อนมะเร็งปอดก่อนฉายรังสีในแต่ละ fraction ด้วยระบบภาพนำวิถีทั้งชนิด 3 มิติ (3D-CBCT) และ 4 มิติ (4D-CBCT) ตามลำดับ ด้วยเครื่อง Varian TrueBeam ระหว่างปี 2561–2564 ข้อมูลประกอบด้วยภาพ AIP จาก 4D-CT (9 ชุด) และภาพ 3D-CBCT และ 4D-CBCT อย่างละ 61 ชุด เปรียบเทียบค่าความคลาดเคลื่อนในแนวหน้า-หลัง ,หัว-เท้า และซ้าย-ขวา โดยใช้วิธี Auto-matching และสถิติ Paired T-test (p < 0.05)

ผลการศึกษา: ค่าความคลาดเคลื่อนเฉลี่ยเมื่อเทียบภาพ AIP จาก 4D-CT สำหรับ 3D-CBCT คือ แนวหน้าหลัง

-0.31±1.75 มม., หัวเท้า -1.13±1.57 มม., ซ้ายขวา -0.33±0.69 มม. และสำหรับ 4D-CBCT คือ หน้าหลัง

-0.28±1.92 มม., หัวเท้า -0.80±2.00 มม., ซ้ายขวา -0.31±0.67 มม. ค่าความแตกต่างเฉลี่ยระหว่างสองเทคนิคไม่แตกต่างกันที่ค่าทางสถิติ p value มากกว่า 0.05 โดยค่ามากที่สุดอยู่ในแนวหัว-เท้า เท่ากับ -0.34 มม.(p=0.26) แนวหน้าหลังและแนวซ้ายขวาเท่ากับ -0.03 (p=0.85) และ -0.02 มม.(p=0.82) ตามลำดับ และค่าที่ได้น้อยกว่า 5 มม. (PTV Margin)

ข้อสรุป: การตรวจสอบตำแหน่งด้วย 3D-CBCT และ 4D-CBCT ให้ความแม่นยำใกล้เคียงกันเมื่อเทียบกับภาพ AIP จาก 4D-CT โดยไม่มีความแตกต่างทางสถิติ ผลลัพธ์นี้ชี้ว่าหากสถาบันที่ยังไม่มีความพร้อมสำหรับ 4D-CBCT สามารถใช้ 3D-CBCT ทดแทนได้โดยยังคงรักษาความถูกต้องทางคลินิกสำหรับการฉายรังสี มะเร็งปอดด้วยเทคนิค SBRT

เอกสารอ้างอิง

Guckenberger M, Allgäuer M, Appold S, Diehl C, Duma M, Ernst I, et al. Is there a dose–effect relationship for side effects and local control after stereotactic body radiation therapy for lung tumors? A retrospective multicenter analysis. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2013;85:108–115.

Vedam SS, Keall PJ, Kini VR, Mostafavi H, Shukla HP, Mohan R. Acquiring a 4D computed tomography dataset using an external respiratory signal. Phys Med Biol. 2003;48:45–61.

Sweeney RA, Seubert B, Stark S, Homann V, Müller G, Flentje M, et al. Accuracy and inter-observer variability of 3D versus 4D cone-beam CT based image-guidance in SBRT for lung tumors. Radiother Oncol. 2012;102:451–456.

Zhang Y, Jiang Z, Zhang Y, Ren L. A review on 4D cone-beam CT (4D-CBCT) in radiation therapy: technical advances and clinical applications. Radiat Oncol. 2022;17:1–16.

Lee S, Yan G, Lu B, Kahler D, Li JG, Samant S. Impact of scanning parameters and breathing patterns on image quality and accuracy of tumor motion reconstruction in 4D CBCT: a phantom study. Med Phys. 2015;42:3946–3955.

Tan Z, Liu C, Zhou Y, Shen W. Preliminary comparison of the registration effect of 4D-CBCT and 3D-CBCT in image-guided radiotherapy of stage IA non–small-cell lung cancer. J Appl Clin Med Phys. 2017;18:201–209.

Oechsner M, Chizzali B, Devecka M, Combs SE, Wilkens JJ, Duma MN. Registration uncertainties between 3D cone beam computed tomography and different reference CT datasets in lung stereotactic body radiation therapy. Phys Imaging Radiat Oncol. 2018;6:9–15.

Bezjak A, Timmerman R, Charles I, et al. Seamless Phase I/II Study of Stereotactic Lung Radiotherapy (SBRT) for Early Stage, Centrally Located, Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC) in Medically Inoperable Patients (RTOG 0813) [protocol]. RTOG-0813; 2015. Available from: https://www.utsouthwestern.edu/media/files/4200/561416RTOG-0813.pdf

Seppenwoolde Y, Shirato H, Kitamura K, Shimizu S, van Herk M, Lebesque JV, et al. Precise and real-time measurement of 3D tumor motion for gated radiotherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2002;53:888–896.

Willmann J, Sidiqi B, Wang C, Czmielewski C, Li JH, Dick-Godfrey R, et al. Four-dimensional computed tomography-based correlation of respiratory motion of lung tumors with implanted fiducials and an external surrogate. Adv Radiat Oncol. 2021;7:100879.

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;33:3874–3900.

Thengumpallil S, Smith K, Monnin P, Bourhis J, Bochud F, Moeckli R. Difference in performance between 3D and 4D CBCT for lung imaging: a dose and image quality analysis. Phys Med. 2016;32:1641–1650.