การประเมินความถูกต้องของการคำนวณปริมาณรังสีด้วยภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์เชิงปริมาตรและภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบเกลียวหมุนระดับกิโลโวลต์และระดับเมกะโวลต์

Evaluation of dose calculation accuracy based on Cone Beam Computed Tomography (CBCT), Kilovoltage Computed Tomography (KVCT), and Megavoltage Computed Tomography (MVCT)

Name: สิรวิชญ์ เสาใบ

ThaSH: การบันทึกภาพด้วยรังสีทางการแพทย์

ThaSH: การบันทึกภาพด้วยรังสี

ThaSH: รังสีวิทยา

ThaSH: โทโมกราฟีย์

Abstract: วัตถุประสงค์: การศึกษานี้ประเมินความถูกต้องในการคำนวณปริมาณรังสีโดยใช้ภาพจากเทคนิคภาพนำ (Image Guide Radiotherapy: IGRT) 3 ชนิด ได้แก่ ภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์เชิงปริมาตรระดับกิโลโวลต์ (Cone-Beam Computed Tomography: CBCT), ภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ระดับกิโลโวลต์ (Image-Guided kilovoltage Computed Tomography: IG-kVCT), และภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ระดับเมกะโวลต์ (Megavoltage Computed Tomography: MVCT) จากนั้นเปรียบเทียบความถูกต้องกับการคำนวณบนภาพอ้างอิง Computed Tomography -simulation (CT-sim) และผลการทวนสอบแผนรังสีรักษาผู้ป่วยมะเร็งศีรษะและลำคอและมะเร็งต่อมลูกหมาก เพื่อเป็นข้อมูลในการประยุกต์ใช้ภาพ IGRT ในการคำนวณปริมาณรังสีในการฉายรังสีเทคนิคปรับแผน (Adaptive Radiotherapy: ART) วิธีการวิจัย: สร้างตารางความสัมพันธ์ (HU-to-density calibration) ซึ่งคือค่า CT number ในหน่วยของ Hounsfield unit (HU) ของภาพถ่ายรังสีแต่ละชนิดกับค่าความหนาแน่นอิเล็กตรอน (Electron Density) เฉพาะแต่ละเทคนิค จากหุ่นจำลอง Tomo Phantom HE และ CIRS Thorax Phantom โดยทำการเก็บภาพ IGRT จากเครื่อง Elekta Synergy XVI ( ภาพ CBCT) และ Radixact X9 (สำหรับภาพ IG-kVCT และ MVCT) จากนั้นเปรียบเทียบปริมาณรังสีที่คำนวณด้วยภาพ IGRT แต่ละชนิดกับการคำนวณด้วยภาพอ้างอิง CT-simulation (CT-sim) ของหุ่นจำลอง และทำการเปรียบเทียบความแตกต่างของผลการทวนสอบแผนรังสีรักษาผู้ป่วยมะเร็งศีรษะและลำคอและมะเร็งต่อมลูกหมาก จำนวน 10 ราย ที่คำนวณบนภาพอ้างอิง และภาพ IGRT เปรียบเทียบกับการวัดปริมาณรังสีด้วยหุ่นจำลอง ArcCHECK™ โดยใช้การวิเคราะห์อัตราการผ่านค่าแกมมา Gamma Passing Rate (GPR) เพื่อประเมินความแม่นยำในการคำนวณปริมาณรังสีด้วยภาพแต่ละชนิด ผลการวิจัย: การประเมินพบว่า การคำนวณด้วยภาพ IG-kVCT ให้ค่าที่สอดคล้องกับภาพ CT-sim มากที่สุด โดยมีค่า GPR สำหรับเกณฑ์ 3%/3 mm เท่ากับ 99.8% ± 0.3% และ 98.5% ± 0.7% สำหรับเกณฑ์ 3%/2 mm และมีความคลาดเคลื่อนของปริมาณรังสีน้อยกว่ากว่า 1% ขณะที่การใช้ภาพ CBCT และ MVCT มีความคลาดเคลื่อนมากขึ้น แต่ยังอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ทางคลินิก โดยมีค่า GPR สำหรับเกณฑ์ 3%/2 mm เท่ากับ 99.4% ± 0.7% และ 97.7% ± 1.4% ตามลำดับ และพบความแตกต่างของปริมาณรังสีสูงสุดไม่เกิน 2% และเมื่อเปรียบเทียบการคำนวณปริมาณรังสีด้วยภาพชนิดต่างๆ กับการวัดปริมาณรังสี พบว่าแผนรังสีรักษาจากการคำนวณด้วยภาพ IGRT ทั้งสามชนิดมีความสอดคล้องกับปริมาณรังสีที่วัดได้ โดยมีค่า GPR ผ่านเกณฑ์การยอมรับ และไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเปรียบเทียบกับค่า GPR ที่คำนวณโดยภาพ CT-sim สรุปผลการวิจัย: การคำนวณปริมาณรังสีโดยใช้ภาพ IGRT ทั้งสามชนิด จากการศึกษาในหุ่นจำลอง และการวัดปริมาณรังสีด้วยแผนรังสีรักษาผู้ป่วย สามารถแสดงปริมาณรังสีและการกระจายปริมาณรังสีได้อย่างถูกต้องอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ทางคลินิก เมื่อเปรียบเทียบกับการคำนวณโดยใช้ภาพอ้างอิง จึงเป็นแนวทางในการประยุกต์ใช้ภาพ IGRT สำหรับคำนวณปริมาณรังสีในเทคนิคการฉายรังสีปรับแผนต่อไป

Abstract: Purpose: This study aimed to evaluate the accuracy of dose calculation using three types of image-guided radiotherapy (IGRT) imaging modalities, namely cone-beam computed tomography (CBCT), image-guided kilovoltage computed tomography (IG-kVCT), and megavoltage computed tomography (MVCT). The calculated doses were compared with those obtained from the reference computed tomography simulation (CT-sim) and validated against patient-specific quality assurance (QA) results for head and neck and prostate cancer treatment plans, aiming to establish essential evidence for the clinical application of IGRT images in adaptive radiotherapy (ART) dose calculation Methods: HU-to-density calibration curves were generated for each imaging modality by correlating Hounsfield unit (HU) values with electron density, using the Tomo Phantom HE and CIRS Thorax Phantom. IGRT images were acquired from an Elekta Synergy XVI system (CBCT) and a Radixact X9 system (IG-kVCT and MVCT). Dose distributions calculated using IGRT images were compared with those calculated on the reference CT-sim for the phantoms. Additionally, treatment plans for ten patients with head and neck cancer and prostate cancer were recalculated on IGRT images and compared with the reference CT-sim plans. Measured dose distributions were obtained using the ArcCHECK™ phantom, and gamma passing rates (GPR) were evaluated with 3%/3 mm and 3%/2 mm criteria to assess dose calculation accuracy. Results: The results demonstrated that IG-kVCT provided the closest agreement with CT-sim, with mean GPRs of 99.8% ± 0.3% for the 3%/3 mm criterion and 98.5% ± 0.7% for the 3%/2 mm criterion. The dose deviations were within 1%. In contrast, CBCT and MVCT showed slightly lower agreement but remained clinically acceptable, with mean GPRs of 99.4% ± 0.7% and 97.7% ± 1.4%, respectively, under the 3%/2 mm criterion. The maximum dose differences did not exceed 2%. Furthermore, dose calculations based on all three IGRT modalities showed good agreement with measured dose distributions, with all GPR values meeting clinical acceptance criteria. No statistically significant differences were observed when compared with CT-sim-based calculations. Conclusion: Dose calculations based on IGRT images from CBCT, IG-kVCT, and MVCT demonstrated acceptable clinical accuracy in both phantom studies and patient-specific QA. The calculated dose distributions were consistent with those obtained from the reference CT-sim, supporting the feasibility of utilizing IGRT images for dose calculation in adaptive radiotherapy (ART).

มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. สำนักหอสมุด

Address: เชียงใหม่

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: วรรณภา นบนอบ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Name: อนิรุทธ์ วัชรวิภา

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2569

Modified: 2569-01-21

Issued: 2569-01-21

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: ฟิสิกส์การแพทย์

Grantor: มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

©copyrights มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	660731027.pdf	3.49 MB	1	2026-01-30 20:58:21

ใช้เวลา

0.032861 วินาที