Αφηρημένο

Αναπνευστική κίνηση προκαλεί αβεβαιότητα στις άκρες του όγκου είτε σε αξονική τομογραφία ( τομογραφία CT) ή εκπομπής ποζιτρονίων (PET) εικόνες και προκαλεί κακή ευθυγράμμιση κατά την εγγραφή του PET και CT εικόνες. Το φαινόμενο αυτό μπορεί να προκαλέσει ογκολόγους ακτινοβολίας να οριοθετηθούν όγκο του όγκου ανακριβώς στον προγραμματισμό ακτινοθεραπείας θεραπείας. Ο σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να αναλύσει τις αιτήσεις ακτινολογία χρησιμοποιώντας παρεμβολή μέσο CT (IACT) ως διόρθωση εξασθένησης (AC) για να μειώσει την εμφάνιση αυτού του σεναρίου. Δεκατρείς μη μικροκυτταρικό ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα είχαν προσληφθεί για την παρούσα μελέτη σύγκρισης. Κάθε ασθενής είχε πλήρη έμπνευση, πλήρους λήξης CT εικόνες και εικόνες χωρίς αναπνοή ΡΕΤ από ένα ολοκληρωμένο PET /CT scan. IACT για AC σε ΡΕΤ

IACT χρησιμοποιήθηκε για τη μείωση του PET /CT κακή ευθυγράμμιση. Η τυποποιημένη τιμή πρόσληψης (SUV) διόρθωση με μια χαμηλή δόση ακτινοβολίας εφαρμόστηκε, και οριοθέτηση του όγκου του όγκου της ήταν σε σύγκριση με εκείνες από HCT /ΡΕΤ

HCT. Η μη ευθυγράμμιση μεταξύ του ΡΕΤ

IACT και IACT μειώθηκε σε σύγκριση με τη διαφορά μεταξύ ΡΕΤ

HCT και HCT. Το εύρος της κίνησης του όγκου ήταν από το 4 να 17 mm στην ομάδα των ασθενών. Για HCT και PET

HCT, η διόρθωση ήταν από 72% έως 91%, ενώ για IACT και PET

IACT, η διόρθωση ήταν από 73% έως 93% (* p & lt? 0,0001). Οι μέγιστες και ελάχιστες διαφορές σε SUV

max ήταν 0,18% και 27,27% για το PET

HCT και PETIACT, αντίστοιχα. Οι μεγαλύτερες ποσοστιαίες διαφορές στους όγκους των όγκων μεταξύ HCT /PET και IACT /ΡΕΤ παρατηρήθηκαν σε όγκους που βρίσκονται στη χαμηλότερη λοβό του πνεύμονα. Εσωτερικό όγκο του όγκου που ορίζεται από λειτουργικές πληροφορίες χρησιμοποιώντας IACT /PET

IACT εικόνες σύντηξης για τον καρκίνο του πνεύμονα θα μειώσει την ανακρίβεια της οριοθέτησης του όγκου στο σχεδιασμό της ακτινοθεραπείας

Παράθεση:. Wang YC, Tseng HL, Lin YH, Kao CH, Huang WC, Huang TC (2013) Βελτίωση της εσωτερικής όγκων του όγκου των μη-μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα ασθενείς για Ακτινοθεραπεία Σχεδιασμός Χρησιμοποιώντας παρεμβολής Μέση CT σε PET /CT. PLoS ONE 8 (5): e64665. doi: 10.1371 /journal.pone.0064665

Επιμέλεια: Nils Cordes, Dresden University of Technology, Γερμανία

Ελήφθη: 11 Φεβρουαρίου, 2013? Αποδεκτές: 18 Απριλίου του 2013? Δημοσιεύθηκε: May 16, 2013

Copyright: © 2013 Wang et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Αυτή η μελέτη υποστηρίχθηκε οικονομικά από την Κίνα Medical University. Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

PET /CT συνδυάζει F

18-FDG τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (PET) και αξονική τομογραφία (CT) εικόνες με δύο λειτουργικές και ανατομικές πληροφορίες παρέχει μια πιο ακριβή διάγνωση αναφοράς για τον καρκινικό όγκο, θέσεις όγκου και σταδιοποίηση του όγκου. Ως εκ τούτου, PET /CT έχει χρησιμοποιηθεί όλο και περισσότερο για την οριοθέτηση του όγκου στόχου σχεδιασμού ακτινοθεραπείας (RTP) για να παραδώσει τη βέλτιστη δόση ακτινοβολίας σε όγκους και να μειώσει τη δόση της ακτινοβολίας σε γειτονικά φυσιολογικούς ιστούς [1] – [3]. Η μείωση της μεταβλητότητας ενδο- και δια-παρατηρητής στην οριοθέτηση του όγκου-στόχου από διαμόρφωσης περιγράμματος με PET /CT έχει επίσης αναφερθεί σε προηγούμενες μελέτες [4] – [5]. Επιπλέον, το ΡΕΤ είναι ένα χρήσιμο εργαλείο απεικόνισης για τη διαφοροποίηση μεταξύ της φλεγμονής και της κακοήθειας, όπως του πνεύμονα ατελεκτασία, μεσοθωρακίου λεμφαδενοπάθεια, και απομακρυσμένες μεταστάσεις [6]. Η ενσωμάτωση των πληροφοριών ΡΕΤ σε RTP, μαζί με το συνολικό όγκο του όγκου CT-based μπορεί να βελτιώσει τον ορισμό του όγκου του όγκου και έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς στην ακτινοθεραπεία.

Αναπνοή παράγει επιπλέον παραλλαγή στη διάγνωση απεικόνισης και στόχος της διαμόρφωσης περιγράμματος για ακτινοθεραπεία σε θώρακα κακοήθειες. CT μπορεί να παρέχει υψηλής πληροφοριών και εξασθένηση διόρθωση χωρική για PET σε PET /CT. Ωστόσο, η αναπνευστική κίνηση προκαλεί αβεβαιότητα στις άκρες του όγκου είτε CT ή PET εικόνες και προκαλεί κακή ευθυγράμμιση κατά την εγγραφή του PET και CT εικόνες. Κατά συνέπεια, το φαινόμενο αυτό μπορεί να επηρεάσει ογκολόγους, όταν προσπαθούν να προσδιορίσουν τον όγκο του όγκου με ακρίβεια στην RTP [3], [7] – [9]

Πολλές μελέτες έχουν βελτιώσει την κακή ευθυγράμμιση σε PET /CT σύντηξης εικόνας λόγω της αναπνοής από. χρησιμοποιώντας περιφραγμένη τεχνικές (4D) απεικόνισης [3], [10] – [12]. Με βοηθήματα περίφραξη τεχνολογία, η μείωση των τεχνουργημάτων κίνησης και αυξήσεις στην ακρίβεια του μεγέθους του όγκου και τον εντοπισμό οριοθέτηση σε σύγκριση με επιτεύχθηκαν μη περιφραγμένο PET. Επιπλέον, στο παρελθόν πρότεινε μια μέθοδο παρεμβολής με παρεμβολή μέσο CT (IACT) για διόρθωση εξασθένησης (AC) για τη μείωση του PET /CT κακή ευθυγράμμιση [12] – [13]. Χρησιμοποιώντας απεικόνισης IACT, τυποποιημένη τιμή πρόσληψης (SUV) μπορεί να διορθωθεί με μια χαμηλότερη δόση ακτινοβολίας σε σύγκριση με τη χρήση του gated απεικόνισης. Στην παρούσα μελέτη, η σύγκριση των όγκων του όγκου για RTP έχει αναφερθεί. Έχουμε αξιολογήσει τις διαφορές στους όγκους των όγκων ανάμεσα 3D PET /CT και PET /IACT και να αξιολογήσει τις αλλαγές SUVmax από την άποψη των θέσεων των όγκων.

Υλικά και Μέθοδοι

επιλογή των ασθενών

Με IRB έγκριση (DMR98-IRB-171-1) για την εφαρμογή του 4D PET /CT για οριοθέτηση όγκου σε RTP, δεκατρία μη μικροκυτταρικό ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα είχαν προσληφθεί για τη μελέτη αυτή τη σύγκριση. Όλοι οι ασθενείς ενυπόγραφο, ενημερωμένη συγκατάθεση. Υπήρχαν 9 όγκους στο άνω λοβό και 4 όγκους στο κάτω λοβού. Τα κλινικά χαρακτηριστικά συνοψίζονται στον Πίνακα 1.

Η

PET /CT

FDG-PET /CT τομογραφία ελήφθησαν για την σταδιοποίηση του όγκου εργασίας-ups πριν από τη θεραπεία του καρκίνου. Όλοι οι ασθενείς είχαν υποστεί τη συνήθη διαδικασία της PET /CT (PET /CT-16 φέτα, το Discovery STE, GE Medical System, Milwaukee, Wisconsin USA) σάρωση. Οι ασθενείς έλαβαν ένεση με 370 MBq της 18F-FDG και ξεκούραστα κατά την περίοδο πρόσληψης φαρμακοκινητική. Τα αρχικά δεδομένα που περιλαμβάνονται μια σειρά από ελικοειδή CTs (HCT), δύο ακραίες φάσεις CTs που θεωρείται το πλήρες λήξης και την πλήρη έμπνευση ΑΤ και μια ολόκληρη PET σώματος. HCT εικόνες που ελήφθησαν με 120 kVp, μεταβλητή mA (30-210 mA), 1.75:1 γήπεδο, 8 × 3,75 χιλιοστά ευθυγράμμισης με ακτίνες Χ, και 0,5 γερανογέφυρες φορά περιστροφής και περιφραγμένο CTs αποκτήθηκαν υπό τις ίδιες συνθήκες. δεδομένα PET αποκτήθηκαν στη θέση κρεβατιού 3 λεπτά ανά 15 εκατοστά? διορθώσεις εξασθένηση του PET

HCT και PET

IACT χρησιμοποιηθεί HCT και IACT, αντίστοιχα.

κίνηση του όγκου και της παρεμβολής μέση CT

Εμείς προηγουμένως πρότεινε μια μέθοδο IACT από 4D-CT σε σύγκριση με το 4D-Cine CT [12]. IACT είναι μια ισχυρή, ακριβή χαμηλή δόση εναλλάσσονται με CACT και λειτουργεί καλά για ένα μεγάλο εύρος πλατών αναπνευστικής κίνησης, όπως αναφέρθηκε σε μια μελέτη προσομοίωσης [13]. Η πλήρης-έμπνευση και πλήρους λήξης CT θέτει ως εικόνες δύο ακραία φάσεων χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία των χαρτών κίνηση χρησιμοποιώντας τη μέθοδο οπτικής ροής (OFM), ένας αλγόριθμος παραμορφώσιμο εγγραφής εικόνας [14]. Το συνολικό εύρος κίνησης για κάθε voxel στο χάρτη κίνηση προς τα εμπρός είναι ισαπέχοντα σε 4 χρονικά διαστήματα, με αποτέλεσμα σε 3 σετ των παρεμβολή σύνολα εικόνων CT (ΤΠΕ) ως τα μέσα της δεκαετίας του φάσεις από την έμπνευση στη λήξη. (Φιγούρα 1). Τα 3 παρεμβολής φάσεις μαζί με τις δύο αρχικές φάσεις, συμπεριλαμβανομένου ενός εισπνοή και εκπνοή, συνθέτουν ένα πλήρες αναπνευστικό κύκλο. Αυτές οι 5 φάσεις κατά μέσο όρο για τη δημιουργία του IACT για AC σε δεδομένα PET. Το συμπέρασμα ότι η δόση ακτινοβολίας που χρησιμοποιούν IACT θα μπορούσε να μειωθεί κατά 85% σε σύγκριση με εκείνη του 4D-CT έχει αναφερθεί σε προηγούμενη μελέτη [12] – [13]. IACT χρησιμεύει ως μια εναλλακτική λύση χαμηλή δόση για 4D-CT. Ο υπολογισμός OFM ήταν η ακόλουθη: όπου η είναι ο αριθμός των επαναλήψεων,

ν

(n) είναι η μέση ταχύτητα οδηγείται από τα γύρω voxels,

f (x, y, z, t )

είναι η διαφορίσιμη ένταση εικόνα στη θέση

(x, y, z)

σε χρόνο

t

, και α είναι ο συντελεστής στάθμισης με μια εμπειρική αξία 5. τις δεδομένες τις εξισώσεις εφαρμόζονται για την εκτίμηση της μετατόπισης για την κίνηση του όγκου μεταξύ πλήρους εκπνοής και πλήρους έμπνευση.

το προκύπτον μήτρα παραμόρφωση στη συνέχεια χρησιμοποιείται για να παρεμβάλει τις φάσεις μεταξύ με 4 ίσες χωρική βήματα. Η IACT είναι ο μέσος όρος των δύο αρχικές φάσεις και τα παρεμβολή 3 φάσεις (ΤΠΕ) για τη διόρθωση εξασθένησης στην ανοικοδόμηση PET.

Η

Το μέγεθος του όγκου ανάλυση

Ένας έμπειρος ακτινοβολία οριοθετείται ογκολόγος χειροκίνητα το όγκος εσωτερικού όγκου (TV) για όλους τους ασθενείς σε HCT, IACT με εικόνες σύντηξη του ατόμου PET

HCT και PET

IACT. Οι όγκοι των όγκων από HCTS (TV

HCT) και από IACTs (TV

IACT) αποτελείτο από την ομάδα ελέγχου και την ομάδα πειράματος. Οι όγκοι των όγκων που οριοθετείται με CT χρησιμοποιώντας πληροφορίες σύντηξης CT /PET συγκρίθηκαν με την ποσοστιαία διαφορά, η οποία υπολογίζεται από την εξίσωση. Εκτιμήσαμε επίσης την ομοιότητα μεταξύ HCT /PET

HCT και IACT /PET

εικόνες σύντηξη IACT χρησιμοποιώντας την αναλογία της τομής στην ένωση της τηλεόρασης. Η συσχέτιση για σύγκριση τηλεοράσεις ορίζεται ως, όπου τα Α και Β είναι τα διάφορα μεγέθη όγκων από CT-βασισμένη και ΡΕΤ που βασίζονται εικόνων [15]. Ο μεταβολικός ρυθμός γλυκόζης, SUV

max από FDG-PET, εφαρμόστηκε επίσης να εκπροσωπεί τις πληροφορίες φυσιολογία εντός του όγκου του όγκου.

Αποτελέσματα

Το σχήμα 2 δείχνει η συγχώνευση PET /CT για το περίγραμμα των όγκων οριοθέτηση. Τα βέλη δείχνουν την αναντιστοιχία που παρατηρείται σε ΡΕΤ

HCT /HCT σύντηξης μεταξύ ΡΕΤ

HCT και HCT δείχνει στο (Α) εγκάρσια (Β) στεφανιαία και (Γ) οβελιαία θέα. Η σωστή σύντηξη εικόνα με μείωση κακή ευθυγράμμιση σε ΡΕΤ

IACT και IACT αντιπροσωπεύει το (D) εγκάρσια (Ε) στεφανιαία και (F) οβελιαία θέα. Ο Πίνακας 2 παρουσιάζει τα ακαθάριστα όγκων του όγκου των HCT /PET

HCT και IACT /PET

IACT, μαζί με εκτίμηση της κίνησης του όγκου, καθώς και τη διόρθωση των HCT με PET

HCT και IACT με PET

IACT. Η διάμεση (εύρος) τον όγκο του όγκου για HCT /PET ήταν 31 (4-169) mL, ενώ για την αντίστοιχη IACT /PET

IACT, η διάμεση καρκινικός όγκος ήταν 26 (3-149). Η μέση διαφορά του όγκου για HCT /PET

HCT και IACT /PET

IACT ήταν 14% υψηλότερη (εύρος 5-24%). Το εύρος της κίνησης του όγκου ήταν από το 4 να 17 mm. HCT και PET

HCT διόρθωση ήταν από 72% έως 91%, ενώ IACT και PET

IACT ήταν από 73% έως 93% (* p & lt? 0,0001). Ο Πίνακας 3 δείχνει το SUV

max μέτρησης για κάθε όγκου από PET

HCT και PET

IACT. Το μεσαίο SUV

max ήταν περίπου 9,65 (1,98 – 8,77) και 9,53 (1,97 – 18,59) για PET

HCT και PETIACT, αντίστοιχα. Οι μέγιστες και ελάχιστες διαφορές μεταξύ των SUV

max ήταν 0,18% και 27,27%, αντίστοιχα.

Τα βέλη δείχνουν την αναντιστοιχία που παρατηρείται σε ΡΕΤ

HCT /HCT σύντηξης μεταξύ ΡΕΤ

HCT και HCT, που δείχνει την (Α) εγκάρσια (Β) στεφανιαία και (Γ) οβελιαία θέα. Η συγχώνευση εικόνα με PET

IACT και IACT φαίνεται στο (Δ) εγκάρσια (Ε) στεφανιαία και (F) οβελιαία θέα.

Η

Η

Συζήτηση

IACT που χρησιμοποιούνται για την εξασθένιση σε PET είναι σε θέση να επιλύσει το μη ευθυγράμμιση σύντηξης CT /PET της θωρακικής όγκων που προκαλούνται από την αναπνοή. Σε αυτή τη μελέτη, ερευνήσαμε την πιθανή οριοθέτηση του όγκου του όγκου χρησιμοποιώντας IACT /PET

IACT για RTP στον Πίνακα 2. Σε σύγκριση με τον όγκο του όγκου καθορίζεται από HCT /PET, μεγαλύτερες τηλεοράσεις παρατηρήθηκαν σε όλα τα μαθήματα, και η ποσοστιαία διαφορά ήταν από 5% έως 24%. Για PET, απεικόνιση αποκτάται κατά τη διάρκεια αρκετών αναπνοή κύκλοι και αντιπροσωπεύει ένα χρονικό μέσο όρο χάρτη. HCT λαμβάνεται κατά τη διάρκεια μιας πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, ανάλογα με το μηχάνημα. Ο όγκος εμφανίζεται σε HCT και PET εικόνες χωρίς να ληφθεί υπόψη η διόρθωση του αναπνευστικού συστήματος κίνησης, αυξάνοντας την αβεβαιότητα των ορίων του όγκου [3]. Ως εκ τούτου, ισότροπο επέκταση του εσωτερικού όγκου του όγκου είναι συνήθως χρησιμοποιείται για επαρκή κάλυψη των όγκων. Λαμβάνοντας υπόψη τη διόρθωση του περιγράμματος του όγκου μεταξύ CTs και τα κατοικίδια ζώα, IACT και PET

IACT είναι καλύτερα συσχετίζονται από HCT και PET

HCT. Επειδή IACT /PET

IACT βοηθήματα για τον καθορισμό του όγκου του όγκου για RTP, οριοθέτηση του όγκου του όγκου μπορεί να πραγματοποιηθεί με μεγαλύτερη ακρίβεια.

Η θωρακική όγκο του όγκου που ορίζεται από λειτουργική περιοχή της χρησιμοποιώντας ΡΕΤ για RTP εξακολουθεί να περιορίζεται από την αναπνευστική κίνηση , η οποία συχνά αυξάνει το πραγματικό μέγεθος του όγκου και μειώνει το SUV. Αρκετές μελέτες προτείνουν ότι περιφραγμένη PET /CT είναι μια καλύτερη λύση για τον ορισμό της φυσιολογικής έκταση της μετακίνησης όγκων και για τη βελτίωση της RTP για καρκίνους του πνεύμονα [15] – [16]. Στη μελέτη μας, η αύξηση του SUV

max σε ΡΕΤ

IACT σε σύγκριση με ΡΕΤ

HCT δεν ήταν προφανές, όπως μπορεί να φανεί στον Πίνακα 3. Βρήκαμε ότι ο λόγος για το ζήτημα αυτό ήταν λόγω της χαμηλή πυκνότητα ηλεκτρονίων που προκύπτουν από την IACT στο μέσο όρο των ΤΠΕ. Επειδή SUV ΡΕΤ βασίζεται στην συντελεστή εξασθένησης από την άποψη της πυκνότητας ηλεκτρονίων, η αύξηση του SUV

max εντός του λειτουργικού όγκου του όγκου ήταν περιορισμένη.

Επιπλέον, στο Σχήμα 3, δείξαμε το ποσοστό διαφορές του όγκου του όγκου και των SUV

max μεταξύ οριοθετήσεις από HCT /PET

HCT και IACT /PET

IACT σύμφωνα με τη θέση του όγκου μέσα στον πνεύμονα. Είναι διαισθητικά κατανοητό ότι οι όγκοι που βρίσκεται στην κάτω λοβού του πνεύμονα, το οποίο είναι πιο κοντά στο διάφραγμα, κινούνται περισσότερο από εκείνες του άνω λοβό. Η μεγαλύτερη κίνηση προκαλεί περισσότερη κίνηση θόλωμα τόσο CT και PET, και, ως εκ τούτου, είναι δυνατόν να εξαχθεί μια ακατάλληλη όγκος του όγκου χρησιμοποιώντας HCT /PET. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η ποσοστιαία διαφορά ήταν πιο σημαντική για τους όγκους που βρίσκονται στο κάτω λοβού για τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας 11-13. Μια κίνηση lager αναπνοή παρατηρήθηκε στο κάτω λοβού του πνεύμονα.

Η

Υπάρχουν δύο περιορισμοί με την προτεινόμενη μέθοδο. IACT ήταν κατά μέσο όρο από τις ΤΠΕ που δημιουργούνται κάτω από την ίση χρονική στιγμή. Η ΤΠΕ, όπως με πραγματικά μέσα φάση CT, παρήχθησαν μόνο υπό την προϋπόθεση ότι υπήρξε ομαλή ανάσα από τους ασθενείς. Δεύτερον, η πλήρης-εκπνοή CT και η απόκτηση CT πλήρους έμπνευση μπορεί να εκτελεστεί σε ασθενείς με φυσιολογική πνευμονική λειτουργία. Για τους ασθενείς που δεν είναι σε θέση να κρατήσει την αναπνοή του για την απεικόνιση, η προτεινόμενη μέθοδος παρεμβολής είναι περιορισμένος. Επιπλέον, η έλλειψη μιας αλήθειας έδαφος σε οριοθέτηση του όγκου του όγκου κάνει δυσκολία για την αξιολόγηση της ακρίβειας της μεθόδου παρουσιάζονται IACT. Ωστόσο, IACT /PET

IACT συμπεριλαμβανομένων των πληροφοριών αναπνοή εξακολουθεί να είναι ανώτερη από τις παραδοσιακές εικόνες σύντηξης 3D-PET για την οριοθέτηση του πνεύμονα όγκου.

Συμπέρασμα

Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι ο όγκος του όγκου που ορίζεται από PET χρησιμοποιώντας IACT /PET

IACT εικόνες σύντηξης για τον καρκίνο του πνεύμονα θα μειώσει την ανακρίβεια των οριοθέτηση του όγκου σε σύγκριση με τη χρήση HCT /PET

HCT.