Effect of Iterative-metal Artifact Reduction (iMAR) at Tomotherapy : a Phantom Study

토모테라피에서 반복적 금속 인공물 감소 알고리즘의 유용성 평가: 팬톰 실험

본 연구의 목적은 토모테라피 방사선치료에서 고밀도 알루미늄, 티타늄, 강철 금속 삽입물에 대한 단층촬영(CT)을 평가하고 자 하였다. 다양한 밀도의 원통형 막대를 포함한 금속 삽입물과 함께 원통형 토모팬텀을 이용하여 영상을 얻었다. 총 세 가지의 CT 영상에 대해 평균 CT 값(number)와 표준 편차를 구하고, 치료계획 선량평가도 수행하였다. 고밀도 금속 삽입물이 CT값과 변화가 가장 컸다. 타겟에 대한 선량평가(적합성 지수, CI)에서 반복적 금속 인공물 감소 알고리즘(iMAR)이 적용된 영상이 그렇지 않은 영상에 비해 약 20% 좋았으나 유의한 차이는 없었다. iMAR은 표적 및 장기의 묘사에 도움을 주고 토모테라피를 이용한 3차원 입체조형 방사선치료기술(3D-CRT)에서 불확실성을 줄이는 데 도움이 될 것으로 사료된다.

We evaluated the effect of high-density aluminum, titanium, and steel metal inserts on computed tomography (CT) numbers and radiation treatment plans for Tomotherapy. CT images were obtained using a cylindrical TomoPhantom comprising cylindrical rods of various densities and metal inserts. Three CT image sets were evaluated for image quality as the mean CT number and standard deviation. Dose evaluation also performed. The reference values did not significantly differ between the CT image sets with the corrected metal inserts. The higher-density material exhibited the largest difference in the mean CT number and standard deviation. The conformity index at Iterative-Metal Artifact Reduction (iMAR) was approximately 20% better than that of non-iMAR. No significant target or organ at risk dose difference was observed between non-iMAR and iMAR. Therefore, iMAR is helpful for target or organ at risk delineation and for reducing uncertainty for three-dimensional conformal radiation therapy in Tomotherapy.