胸部病変を有する患者の放射線治療におけるバリアンのSmartAdaptの臨床使用に関する評価

Evaluation of Varian's SmartAdapt for clinical use in radiation therapy for patients with thoracic lesions.

抄録

はじめに:

変形可能な画像登録（DIR）は、マルチフラクション治療中に生じる解剖学的変化を考慮するために、適応的放射線治療プログラムにおいて必要なツールである。SmartAdaptは、バリアンの治療計画システムeclipseに組み込まれたDIRツールで、PET、MRI、コンピュータ断層撮影（CT）データの輪郭伝搬および転送に使用することができる。この研究の目的は、AAPM TG 132のガイドラインを使用して、胸部CT検査におけるSmartAdaptのレジストレーションと輪郭伝播の精度を評価することである。

INTRODUCTION: Deformable image registration (DIR) is a required tool in any adaptive radiotherapy program to help account for anatomical changes that occur during a multifraction treatment. SmartAdapt is a DIR tool from Varian incorporated within the eclipse treatment planning system, that can be used for contour propagation and transfer of PET, MRI, or computed tomography (CT) data. The purpose of this work is to evaluate the registration and contour propagation accuracy of SmartAdapt for thoracic CT studies using the guidelines from AAPM TG 132.

方法:

SmartAdaptのレジストレーション精度を評価するために、吸気相と呼気相の画像に一致する300のランドマークを含む https://www.dir-labs.com/ の10枚のランドマーク付き4DCT画像について平均ターゲットレジストレーションエラー（TRE）が測定されました。さらに、レジストレーション精度を評価するために、各4DCTの変形の大きさを測定し、各研究の平均TREと比較しました。コンター伝播の精度は、当センターから無作為に抽出した22例の肺がん症例を用いて評価した。この症例では、再診が行われたか、肺内の新しい病変に対して治療が行われた。評価した輪郭は、左右の肺、食道、脊柱管、心臓、GTVで、結果はDICE類似性係数を用いて定量化した。

METHODS: To evaluate the registration accuracy of SmartAdapt the mean target registration error (TRE) was measured for ten landmarked 4DCT images from the https://www.dir-labs.com/ which included 300 landmarks matching the inspiration and expiration phase images. To further characterize the registration accuracy, the magnitude of deformation for each 4DCT was measured and compared against the mean TRE for each study. Contour propagation accuracy was evaluated using 22 randomly selected lung cancer cases from our center where there was either a replan, or the patient was treated for a new lesion within the lung. Contours evaluated included the right and left lung, esophagus, spinal canal, heart and the GTV and the results were quantified using the DICE similarity coefficient.

結果:

全10症例の平均TREは1.89mmで、症例ごとの平均TREの最大値は、2cm以上の変位を持つランドマークペアが最も多かった8症例の3.8mmであった。また、輪郭伝播精度については、左肺、右肺、心臓、食道、脊柱管のDICE係数はそれぞれ0.93、0.94、0.90、0.61、0.82となり、輪郭伝播の精度が高いことがわかった。

RESULTS: The mean TRE from all ten cases was 1.89 mm, the maximum mean TRE per case was 3.8 mm from case #8, which also had the most landmark pairs with displacements >2 cm. For contour propagation accuracy, the DICE coefficient results for left lung, right lung, heart, esophagus, and spinal canal were 0.93, 0.94, 0.90, 0.61, and 0.82 respectively.

結論:

本研究の結果、胸部画像においてSmartAdaptは、2cm以上の変形がない限り、ほとんどの場合2mm以下のレジストレーションエラーで精度が高いことが実証されました。

CONCLUSION: The results from our study demonstrate that for thoracic images SmartAdapt in most cases will be accurate to below 2 mm in registration error unless there is deformation greater than 2 cm.