| dc.description.abstract | Utviklingen av kombinerte medisinske avbildningssystemer kan fobedre stråleterapibehandling ved å forbedre presisjonen i inntegningen av kreftsvulster og identifiseringen av aggressive områder innad i svulsten. En scanner som kombinerer magnetisk ressonans (MR) og positron emisjon tomografi (PET), PET/MR, har en høy bløtvevskontrast fra MR i tillegg til funksjonell og molekylær informasjon fra PET. Funksjonell informasjon som graden av diffusjon innad i svulsten er nyttig i planleggingen av stråleterapi, siden lav grad av diffusjon er relatert med høy celletetthet og ofte aggressive kreftsvulster. For å kunne måle denne diffusjonen kan diffusjonsvektet MR være et godt hjelpemiddel. Kvantitativ diffusjonsvektet MR kan variere fra scanner til scanner. Denne eventuelle variasjonen må evalueres. I tillegg må utstyret, både det som brukes for å mål MR-signalet og det som brukes for å posisjonere pasienten, også kvalitetssikres for å vite om målingene fra en scanner kan sammenlignes med målingene fra en annen scanner.
Bildekvalitet og et stråleterapi-tilpasset MR-spoleoppsett ble evaluert ved hjelp av målinger av to forskjellige MR-fantomer. Kvailitetssikringen (KS) ble utført på tre universitetssykehus i Tromsø, Trondheim og Bergen i løpet av høsten 2021 og våren 2022. De to fantomene som ble brukt i evalueringen var Diffusion Standard Model 128 (High Precision Devices, Inc.) og The Large ACR Phantom (Newmatic Medical). Diffusjonsfantomet anbefales av Quantitative Imaging Biomarker Alliance (QIBA) og ACR-fantomet anbefales av American College of Radiology.
QIBA-profilen for kvalitetssikring (KS) for DWI ble brukt for kvalitetssikring av diffusjonsfantomet. KS ble utført for det stråleterapi-tilpassede spoleoppsettet i både hode- og nakkeregionen og i bekkenregionen. To sekvenser ble brukt i KS, først en referanse-sekvens, SS-EPI, deretter en klinisk relevant sekvens, RESOLVE. For sammenligning ble referansesekvensen utført med en 16-kanals diagnostisk hodespole i tillegg. Resultatene ble sammenlignet med anbefalte verdier i QIBA-profilen og med lignende studier.
For KS av ACR-fantomet ble ACR Large Phantom-manualen brukt. En T1-vektet og en T2-vektet aksial sekvens ble utført for det stråleterapi-tilpassede hode- og nakkeoppsettet. Resultatene ble sammenlignet med de anbefalte verdiene i ACR-manualen og med andre studier.
Resultatene for KS med diffusjonsfantomet viste lovende resultater. ADC-målinger i senterampullen til fantomet for den kliniske sekvensen med hode og nakke stråleterapi-oppsettet i Tromsø, Trondheim og Bergen ga følgende resultater; gjennomsnittlig ADC-bias (±95%CI), -0,02(±0,06) og -0,16(±0,04) og -0,06(±0,07) x 10^{-4} mm^{2}/s ; feil i ADC målinger, 2,94%, 2,2% og 3,55%; repeterbarhet, 0,2%, 0,37% og 0,16%. Reproduserbarheten for ADC-målingene var 0,65%. KS av stråleterapi-oppsettet i bekkenregionen ga lignende resultater. For begge oppsettene var feilen den eneste parameteren som ikke oppfylte QIBA-anbefalingene. Anbefalt feil i ADC-målingene er under 2%.
Resultatene fra ACR KS viste at skannerne presterte tilsvarende bra i alle tre sykehus. Alle parametere for den T1-vektede serien på de tre sykehusene var innenfor ACR-anbefalingene, med ett unntak. Resultatet for signaluniformitet i Trondheim var 79,13% med en anbefalt verdi på 80%. Sammenlignet med et stråleterapi-oppsett som bare besto av hodespolen, økte inkluderingen av halsspolen SNR-verdien med en faktor på 1,9 i posisjoner innenfor spoleoppsettet som er relevante for avbildning av nakkekreft.
Konklusjonen er at skannerne på de tre sykehusene og det stråleterapi-tilpassede spoleoppsettet presterte stabilt innenfor anbefalingene for både diffusjonsfantomet og ACR-fantomet. Det videre arbeidet bør fokusere på klinisk avbildning av mennesker for å se om samme reproduserbarhet kan oppnås som i denne studien. | |
| dc.description.abstract | The development of combined imaging modalities can improve radiotherapy (RT) by enabling better tumor delineation and identification of aggressive subregions. The combined positron emission
tomography (PET) and magnetic resonance imaging (MRI) scanner, PET/MRI, has the advantage of high soft tissue contrast from the MRI in addition to functional and molecular information
from PET. Functional information helpful for RT planning can be the degree of diffusion within
the tumor region since low diffusion is related to high cell density and often an aggressive tumor.
To measure this diffusion, an imaging modality called diffusion weighted MRI (DWI) can be used.
Quantitative DWI measurements can vary across scanners and to be able to use the measurements in
a clinical setting, this variation has to be assessed. In addition, to use PET/MRI for RT-planning,
certain requirements for the imaging equipment must be met. These requirements are related to
both patient positioning and adjustment of the practical configuration of imaging equipment. An
RT-tailored setup compatible with PET equipment is used to acquire high-quality images. The
performance of the RT-tailored setup must be evaluated in multiple centers to reveal any possible
variation that must be taken into account if the setup is used clinically.
The image quality and an RT-tailored setup were evaluated by measurements of two different
phantoms at three centers located in Tromsø, Trondheim and Bergen during the autumn of 2021
and spring of 2022. The two phantoms used in the evaluation were the Diffusion Standard Model
128 (High Precision Devices, Inc.) and The Large ACR Phantom (Newmatic Medical). The
diffusion phantom is recommended by the Quantitative Imaging Biomarker Alliance (QIBA) and
the ACR phantom is recommended by the American College of Radiology. The QIBA profile for
DWI was used for quality assurance (QA) for the diffusion phantom. QA was performed for the RT-tailored setup in both the head and neck and the pelvic region. In the QA, two sequences were used,
first a single-shot benchmark echoplanar imaging sequence (SS-EPI) and then a clinically relevant
sequence, readout segmentation of long variable echo trains (RESOLVE). For comparison, the
benchmark sequence was performed with a 16-channel diagnostic coil. The results were compared
with the recommended values in the profile and with similar studies. For the QA of the ACR
phantom, the ACR Large Phantom manual was used. A T1-weighted and a T2-weighted axial
series was performed in the RT-tailored head and neck setup. The results were compared with the
recommended values in the ACR manual and other studies.
The results for QA with the diffusion phantom showed promising results. ADC measures in the
center vial of the phantom for the clinical protocol in the head and neck RT-setup in Tromsø,
Trondheim and Bergen gave the following results; mean ADC-bias(±%95 CI), -0.02(± 0.06) and
-0.16(±0.04) and -0.06(±0.07) ×10−^{4} mm2/s; error, 2.94%, 2.2% and 3.55%; short-term repeatability, 0.2%, 0.37% and 0.16%. The intercenter reproducibility for the ADC measurements was
0.65%. The QA of the pelvic RT-setup yielded similar results. For both setups, the error was the
only measure that did not fulfill the QIBA recommendations. The recommended value of error in
the ADC measurement is 2%.
The results from the ACR QA showed that the scanners performed similarly. All measures for
the T1-weighted series in three centers were within the ACR recommendations, with one exception. The result for image uniformity in Trondheim was 79.13% with a recommended value of
80%. Compared to an RT-setup that consisted of only the head coil, the inclusion of the neck coil
enhanced the SNR value by a factor of 1.9 in positions within the coil setup relevant for imaging
of neck cancer.
The conclusion is that the scanners in the three centers and the RT-tailored coil setup performed
consistently within the recommendations for both the diffusion phantom and the ACR phantom.
The further work should focus on clinical imaging of humans to see if the same reproducibility can
be achieved as in this phantom study. | |
