Ocena przydatności tomografii wieloenergetycznej w komputerowym planowaniu leczenia pacjentów z endoprotezami

.

Obrazy medyczne, uzyskane tomografem komputerowym dla danego obszaru ciała, są wykorzystywane do diagnostyki chorób nowotworowych oraz do komputerowego planowania leczenia w radioterapii. Pacjenci chorujący na nowotwory i posiadający endoprotezy również poddawani są temu badaniu. Jednak CT (ang. Computed Tomography – tomografia komputerowa), która wykorzystuje w swoim działaniu jedną energię powoduje, że na obrazach takich pacjentów pojawiają się artefakty pochodzenia metalicznego (endoprotezy wykonane są ze stopów metali, m.in. chromowo- kobaltowych, tytanowo- molibdenowych), które są źródłem artefaktów. Takie odwzorowanie organów wewnętrznych przeszkadza w poprawnym obrysowaniu narządów krytycznych przez radiologa, a następnie sprawia, że system planowania leczenia błędnie oblicza rozkład dawki na danym obszarze anatomicznym pacjenta. Innowacje i postęp technologiczny pozwoliły na zbudowanie tomografu wieloenergetycznego, którego zasada działania oparta jest na wykorzystaniu wieloenergetyczności wiązki rentgenowskiej symultanicznie zmienianej podczas badania pacjenta. Funkcjonowanie tego typu tomografii znane było już od początków tomografii komputerowej, ale ze względów technicznych nie było możliwe wprowadzenie jej do użytku. Dopiero w 2005 roku pojawiły się pierwsze tego typu tomografy DECT (ang. dual- energy computed tomography – dwuenergetyczna tomografia komputerowa). Dzięki zastosowaniu wysokiej i niskiej energii wykorzystuje się właściwości fizyczne tkanek i metali, dla których stopień pochłaniania promieniowania jest zależny od energii promieniowania. Tym samym po rekonstrukcji obrazów otrzymujemy warstwy ze znaczną redukcją artefaktów metalicznych.Celem tej pracy było zbadanie i ocena przydatności zastosowania tomografii wieloenergetycznej w komputerowym planowaniu leczenia dla pacjentów z endoprotezami stawu biodrowego. Obrazy wykorzystywane do analizy były wykonane w trybie monoenergetycznym oraz wieloenergetycznym na aparacie GE Discovery 750HD, który w celu redukcji artefaktów wykorzystuje specjalny algorytm rekonstrukcji GSI-MARs (ang. Gemstone Spectral Imaging - Metal Artifacts Reduction system).Badania przeprowadzono na danych obrazowych pochodzących od czterech pacjentów, dla dwóch energii wiązek fotonowych (6MV i 18MV) stosując dwie, cztery i pięć wiązek terapeutycznych (tj. 2 pola, 4 pola, 5 pól) - sześć z nich na warstwach z monoenergetycznego tomografu i sześć na warstwach z zastosowaniem MARs. Następnie porównywano procentową zgodność rozkładów dawek dla odpowiednich planów bez i z MARs. Zbadano zależność pomiędzy ilością wiązek a zgodnością procentową planów bez/z MARs.