Untersuchung zur geometrischen 3-D-Genauigkeit und zur Bildqualität (MTF, SRV und W) von Volumentomografie-Einrichtungen (CT, CBCT und DVT)

Zusammenfassung

Ziel: In einem Systemvergleich zwischen CT, CBCT- und DVT-Einrichtungen sollte geprüft werden, inwiefern sich Kenngrößen für die Bildqualität (MTF und NPS) und für die Planung chirurgischer/radiotherapeutischer Eingriffe, die geometrische 3-D-Genauigkeit und die Kalibrierung nach Hounsfield unterscheiden. Material und Methoden: Von einem neu entwickelten Prüfkörper mit Strukturelementen zur Bestimmung der MTF und des NPS sowie der 3-D-Genauigkeit und der HU-Kalibrierung wurden Aufnahmen/Bildstapel erstellt (Kiefer- bzw. Schädelprotokoll). Die Bildstapel der transversalen Schnittbilder wurden mit einem speziellen Computerprogramm ausgewertet. Ergebnisse: Bildqualität: Die MTF-Werte korrelieren mit der physikalischen Grenzauflösung (CT und DVT) und werden bei CT durch den verwendeten Kernel verändert. Die NPS-Werte sind in ihrer Aussagekraft auf Intrasystemvergleiche limitiert, da dosislineare Daten aufgrund nicht ausreichend genauer HU-Kalibrierung nicht generierbar waren. Die 3-D-Genauigkeit ist zwischen den Systemtypen vergleichbar. Schlussfolgerung: Die ermittelten Kennwerte für die Bildqualität sind noch nicht vollständig dosiskorreliert: NPS. Zur Bestimmung des Verhältnisses von Bildqualität und Dosis (ALARA-Prinzip) werden gegenwärtig dosimetrische Untersuchungen durchgeführt. Für die Planung radiotherapeutischer (RT-)Eingriffe kann kein grundsätzlicher Unterschied zwischen den Systemtypen festgestellt werden: ungeeignete HU-Kalibrierungsgenauigkeit bei CBCT und DVT. Die geometrische 3-D-Genauigkeit liegt bei leistungsstarken DVT-Systemen höher als bei CT-Systemen.

Abstract

Purpose: The study aims at investigating how far image quality (MTF and NPS) differs in between CT, CBCT and DVT units and how far the geometrical 3 D accuracy and the HU calibration differ in respect to surgical or radio therapeutic planning. Materials and Methods: X ray image stacks have been made using a new designed test device which contains structures for measuring MTF, NPS, the 3 D accuracy and the Hounsfield calibration (jaw or skull program). The image stacks of the transversal images were analyzed with a dedicated computer program. Results: The MTF values are correlated with the physical resolution (CT and DVT) and are influenced by the used Kernel (CT). The NPS values are limited to an intra system comparison due to the insufficient HU accuracy. The 3 D accuracy is comparable in between the system types. Conclusions: The values of image quality are not yet correlated with dose values: NPS. Investigations to an appropriate dosimetry are ongoing to establish the ratio between dose and image quality (ALARA principle). No fundamental difference between the systems can be stated in respect radio therapeutic planning: improper HU calibration accuracy in CBCT and DVT units. The geometric 3 D accuracy of high performance DVT systems is greater than that of CT Systems.

Key words

Computer Tomography (CT, CBCT) - Digital Volume Tomography (DVT) - Geometrical 3 D Accuracy - Image Quality (MTF, NPS)

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