การประเมินประสิทธิภาพของการซ้อนทับภาพบริเวณศีรษะและลำคอสำหรับการกำหนดโครงร่างอวัยวะ

Investigated performance of image registration in head and neck region for delineation

Name: คมสรณ์ ไพฑูรย์

ThaSH: ฟิสิกส์การแพทย์

ThaSH: ศีรษะ

ThaSH: คอ

ThaSH: ชีวฟิสิกส์

Abstract: การกำหนดโครงร่างอวัยวะเป้าหมาย (Targets) และอวัยวะปกติ (OARs) ถือเป็นกระบวนการที่สำคัญในการรักษาด้วยรังสี โครงร่างที่ถูกวาดนั้นจะถูกใช้เป็นข้อมูลสำหรับการวางแผนในกระบวนการทางรังสีรักษา ซึ่งเป็นข้อมูลที่ได้มาจากข้อมูลภาพทางการแพทย์ เช่น ภาพรังสีเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ (CT) ภาพคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) ภาพถ่ายรังสีตัดขวางด้วยการปล่อยโพซิตรอน (PET) และ อื่น ๆ เนื่องจากความแตกต่างทางด้านเวลาและชนิดของภาพ จึงมีความจำเป็นต้องใช้การซ้อนทับภาพ (Image registration) เพื่อทำการแปลงตำแหน่งระหว่างภาพทางการแพทย์ที่แตกต่างกัน โดยงานวิจัยนี้ได้ทำการประเมินประสิทธิภาพการซ้อนทับภาพสำหรับการกำหนดโครงร่างในมะเร็งศีรษะและลำคอ โดยศึกษาแผนรังสีรักษาของผู้ป่วยจำนวน 22 ราย และโครงร่างจากการถ่ายภาพภาพรังสีเอกซเรย์คอมพิวเตอร์สำหรับวางแผนรังสีรักษา (CTsim) จะถูกใช้เป็นภาพอ้างอิง จากนั้นนำเข้าภาพรังสีเอกซเรย์คอมพิวเตอร์สำหรับวินิจฉัย (CTdiag) ครั้งสุดท้ายของการถ่ายภาพและเป็นของแผนรังสีรักษาที่เลือก ไปยังซอฟต์แวร์กำหนดโครงร่างเพื่อสร้างโครงร่างและทำการซ้อนทับภาพกับภาพอ้างอิง ซึ่งประสิทธิภาพของการซ้อนทับภาพทั้งแบบแข็งเกร็ง (RIR) และแบบปรับเปลี่ยนรูปร่าง (DIR) ถูกวัดโดยค่าสัมประสิทธิ์ความเหมือนไดซ์ (DSC) และระยะทางเฮ้าส์ดอร์ฟ (HD) การประเมินนี้ ไม่ได้ศึกษาเพียงแต่กับวิธีการซ้อนทับภาพที่แตกต่างกันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงบริเวณที่ทำการรักษาที่แตกต่างกันอีกด้วย (บริเวณโพรงจมูกและโพรงปาก) การศึกษานี้พบว่า การกำหนดโครงร่างด้วย DIR มีประสิทธิภาพสูงกว่า RIR ทั้งค่า DSC และ HD โดยข้อมูลทางสถิติยังได้แสดงให้เห็นว่าไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในค่า HD สำหรับโครงร่างเป้าหมาย (GTV) และกล่องเสียง (Larynx) สำหรับผู้ป่วยมะเร็งโพรงจมูก แต่พบความแตกต่างที่มีนัยสำคัญในโครงร่างทั้งหมดยกเว้นดวงตาด้านขวาใน DSC ในขณะที่ HD มีความแตกต่างที่มีนัยสำคัญในไขสันหลัง ต่อมน้ำลายด้านขวา และดวงตาด้านซ้าย สำหรับผู้ป่วยมะเร็งโพรงปาก แต่ไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการกำหนดโครงร่างกล่องเสียงใน DSC และอวัยวะเป้าหมายและต่อมน้ำลายด้านขวาใน HD การศึกษานี้สรุปได้ว่า DIR มีประสิทธิภาพในการกำหนดอวัยวะปกติ OARs ที่สามารถแสดงค่า DSC มากกว่า 0.7 และสามารถใช้เป็นแนวทางในการกำหนดโครงร่างสำหรับการฉายรังสีรักษาได้"

Abstract: Targets and organs at risk (OARs) delineation is an essential process in radiation therapy. These structures provide information for treatment planning. The delineation process requires a lot of information using multiple imaging modalities such as computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), positron emission tomography (PET) and so forth. Due to difference in acquisition time and machines, image registration is required to map coordination between each imaging modality. This study investigated the performance of image registration methods for the structure delineation in head and neck cancer. This study recruited 22 treatment plans of cancer that were used for treatment. The structures from simulated computed tomography (CTsim) were used as the ground-truth for this study. The latest diagnostic computed tomography (CTdiag) of these selected plans was enrolled and imported into third-party delineation software to create the structures. The performance of image registration methods both rigid image registration (RIR) and deformable image registration (DIR) for delineation was measured using the Dice Similarity Coefficient (DSC) and Hausdorff distance (HD). The comparison involved not only a different image registration method but also a different treatment region (nasopharynx and oropharynx) This study found higher efficiency in structure delineation using DIR than RIR both in DSC and HD. The statistic showed no significant difference in the value of HD for the target and the larynx. In nasopharynx, a significant difference was observed in all structures except the right eye in DSC, whereas HD revealed a significant difference in the spinal cord, right parotid and left eye. In the oropharynx, no significant difference was found in the delineation of the larynx in DSC, and the target and right parotid in HD. This study confirmed that DIR was effective for delineating OARs with the DSC value showing over 0.7, whereas it was providing a useful guideline in this regard."

มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. สำนักหอสมุด

Address: เชียงใหม่

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: อนิรุทธ์ วัชรวิภา

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Name: เอกสิทธิ ธราวิจิตรกุล

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2567

Modified: 2568-10-03

Issued: 2568-09-02

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: ฟิสิกส์การแพทย์

Grantor: มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

©copyrights มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	630731007 .pdf	1.59 MB

ใช้เวลา

0.031862 วินาที