Скачать электронную версию статьи (по коду доступа).

English Abstract

ВЛИЯНИЕ ПОГРЕШНОСТИ КАЛИБРОВКИ ЭЛЕКТРОННОЙ ПЛОТНОСТИ НА РАСЧЕТ ДОЗЫ ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ
А.Ю. Смыслов, С.С. Русецкий, В.Н. Васильев, А.А. Коконцев

Исследована зависимость относительной электронной плотности (ОЭП) тканей от результатов КТ, выраженных в единицах Хаунсфилда и полученных на томографе Siemens Somatom Definition AS для протоколов, применяемых при планировании лучевой терапии. Оценено влияние протокола и ядра свертки, используемого при реконструкции изображений, возраста пациента, толщины среза, напряжения на рентгеновской трубке и дополнительного рассеивателя, установленного вблизи зоны сканирования. Исследован уровень статистического шума для разных ядер свертки и влияние неточности калибровочной кривой на точность расчета дозы. Неопределенность реконструированной плотности тканей в зависимости от положения внутри зоны сканирования не превышала 4–15 HU для большинства материалов и лишь для плотной кости достигала 10–20 HU. Статистический разброс значений HU в пределах областей интереса (среднеквадратичное отклонение) для большинства протоколов и тканей составлял 10–20 HU, однако при использовании ядер H60s и B70f возрастал до 30–40 и 100–170 HU. Максимальный разброс КТ-единиц в плотной кости для исследованных протоколов и ядер свертки составлял 240 HU, а для ОЭП – 8%, что дает дополнительную погрешность рассчитанной поглощенной дозы 1%. Максимальная разница между результатами, полученными при напряжениях 120 и 140 кВ для плотной кости, составила около 110 HU или 4% в пересчете на ОЭП.

Ключевые слова: лучевая терапия, дозиметрическое планирование, электронная плотность тканей, погрешности калибровки

Реферат

EFFECT OF THE ELECTRON DENSITY CALIBRATION ERROR ON DOSE CALCULATION IN RADIATION TREATMENT PLANNING
A.Y. Smyslov, S.S. Rusetskiy, V.N. Vasiliev, A.A. Kokontsev

The relative electron density of patient tissue substitutes in dependence on Hounsfield units was investigated with the Siemens Somatom Definition AS CT scanner for protocols intended for radiation treatment planning. Effects of the protocol and convolution kernel, patient age, slice thickness, X-ray tube voltage and additional scatterer near the scanning zone were evaluated. The nonuniformity of CT numbers in the reconstruction zone was within 4–15 HU for most of tissue substitutes and reached 10–20 HU for dense bone. Statistical noise in a region of interest was 10–20 HU except for the kernels H60s and B70f where it increased up to 30–40 and 100–170 HU. The maximum CT numbers difference in dense bone for investigated performance conditions was 240 HU and resulted in an 8% difference of the relative electron density. Using Eclipse treatment planning system and the AAA dose calculation algorithm, respective additional dose error was about 1%.

Key words: radiation therapy, dose planning, tissue electron density, calibration uncertainty