Taratura delle immagini Cone Beam Computed Tomography (CBCT) in termini di Hounsfield Units (HU)
In Radioterapia è sentita la necessità di poter ripianificare i trattamenti usando le immagini della Cone Beam Computed Tomography (CBCT). La CBCT XVI associata all’acceleratore lineare Elekta Synergy produce file DICOM che non riportano i valori attesi di Hounsfield Unit (HU) per la materia attraversata dalla radiazione. Proponiamo un metodo per tarare il sistema analizzandone i limiti e valutando la sua applicabilità clinica.
Metodi
- CBCT Elekta Synergy XVI impiegato con filtro M20 (torace): 360° di rotazione e 641 mAs.
- Fantoccio Catphan per valutare la correlazione tra il segnale (pixel value) e HU nominali e per determinare la retta di taratura dei file immagine dicom in termini di HU.
- Electron Density Phantom CIRS mod. 62. Il fantoccio, che non è corredato da una definizione dei valori di HU per gli inserti, è stato scansito su una CT Philips Brilliance 6 e i valori di HU ottenuti sono stati confrontati col segnale CBCT tarato.
Risultati
La buona correlazione lineare tra pixel value e HU nominali di Catphan (r = 0.996) consente la taratura delle immagini CBCT con la retta di regressione HU = RescaleIntercept + RescaleSlope x PixValue
con RescaleIntercept = -1187 e RescaleSlope = 1.47
al posto dei valori inizialiRescaleIntercept = -510 eRescaleSlope = 1
La retta di taratura può essere applicata modificando i metadati di rescale:
nei file DICOM esportati da XVI con dcmtk
dcmodify -m “(0028,1052)=RescaleIntercept” *.dcm
dcmodify -m “(0028,1053)=RescaleSlope” *.dcm
direttamente nella configurazione di XVI
editando il file C:\XVI\sri.ini (dopo aver fatto una copia di backup)
Conclusioni
La buona correlazione lineare tra pixel value e HU nominali nel fantoccio Catphan consente di applicare la retta di taratura alle immagini dicom tale che possano essere lette in termini di HU.
L’intensità del segnale dipende dalla quantità di carica elettrica (mAs) che transita nel tubo RX: i parametri di taratura sono validi solo per lo specifico protocollo in uso. Deve essere inoltre analizzata l’influenza delle dimensioni del distretto in esame sul segnale CBCT.
Le immagini CBCT sono caratterizzate da ridotta dinamica del segnale e perdita di contrasto. Non consentono raffinatezze nel valutare la densità elettronica della materia attraversata dalla radiazione. Pur con queste limitazioni, la CBCT può essere impiegata per una rapida ripianificazione di controllo come elemento utile per valutare la necessità di una nuova scansione CT tradizionale.
Note
ImageJ applica il rescale solo a partire dalla versione 1.45i del 3 giugno 2011.
I metadati di un file DICOM possono essere modificati con vari altri applicativi tra i quali citiamo: