Verification of image registration for the commercial treatmetn planning systems

Thesis (M.Sc.)--Chulaongkorn University, 2010

Saved in:

Bibliographic Details
Main Author:	Sumana Somboon
Other Authors:	Sivalee Suriyapee
Format:	Theses and Dissertations
Language:	English
Published:	Chulalongkorn University 2013
Subjects:	Imaging systems in medicine Diagnostic imaging Image registration ระบบการสร้างภาพทางการแพทย์ การดูภาพทางรังสีวินิจฉัย การกำหนดพิกัดภาพ
Online Access:	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/34227 http://doi.org/10.14457/CU.the.2010.820
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Institution:	Chulalongkorn University
Language:	English

id	th-cuir.34227
record_format	dspace
institution	Chulalongkorn University
building	Chulalongkorn University Library
continent	Asia
country	Thailand Thailand
content_provider	Chulalongkorn University Library
collection	Chulalongkorn University Intellectual Repository
language	English
topic	Imaging systems in medicine Diagnostic imaging Image registration ระบบการสร้างภาพทางการแพทย์ การดูภาพทางรังสีวินิจฉัย การกำหนดพิกัดภาพ
spellingShingle	Imaging systems in medicine Diagnostic imaging Image registration ระบบการสร้างภาพทางการแพทย์ การดูภาพทางรังสีวินิจฉัย การกำหนดพิกัดภาพ Sumana Somboon Verification of image registration for the commercial treatmetn planning systems
description	Thesis (M.Sc.)--Chulaongkorn University, 2010
author2	Sivalee Suriyapee
author_facet	Sivalee Suriyapee Sumana Somboon
format	Theses and Dissertations
author	Sumana Somboon
author_sort	Sumana Somboon
title	Verification of image registration for the commercial treatmetn planning systems
title_short	Verification of image registration for the commercial treatmetn planning systems
title_full	Verification of image registration for the commercial treatmetn planning systems
title_fullStr	Verification of image registration for the commercial treatmetn planning systems
title_full_unstemmed	Verification of image registration for the commercial treatmetn planning systems
title_sort	verification of image registration for the commercial treatmetn planning systems
publisher	Chulalongkorn University
publishDate	2013
url	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/34227 http://doi.org/10.14457/CU.the.2010.820
_version_	1724630017924661248
spelling	th-cuir.342272019-08-29T09:27:42Z Verification of image registration for the commercial treatmetn planning systems การตรวจสอบความคลาดเคลื่อนในการซ้อนทับภาพของเครื่องวางแผนการรักษา Sumana Somboon Sivalee Suriyapee Chulalongkorn University. Faculty of Medicine Imaging systems in medicine Diagnostic imaging Image registration ระบบการสร้างภาพทางการแพทย์ การดูภาพทางรังสีวินิจฉัย การกำหนดพิกัดภาพ Thesis (M.Sc.)--Chulaongkorn University, 2010 Image registration is essential in treatment planning and position verification for highly radiation conformal delivery methods. The purpose of this study is to evaluate the accuracy of image registration in Varian Eclipse V. 8.6.17 and Oncentra V. 3.2.303 treatment planning system (TPS). Then the suitable image registration method of mutual information and match point between planning computed tomography and cone beam computed tomography are observed for 20 head and neck cases. The image registration verifications were performed in 2 TPSs using ImSim commercial QA software. The three set of images from ImSim commercial QA software, which the first one was stationary, the second set was 5, 10, 15 degree rotation and the third set was 5, 10, 15 mm translation in X, Y, and Z axes, were imported to Eclipse and Oncentra TPSs. The registration was made between the stationary and moving images. The registration errors were observed for mutual information and match point registration algorithms in each TPS. Then the planning CT image and cone beam CT image for 20 head and neck patients were registered on the Eclipse TPS by the mutual information and match point methods. The position shifts by the two methods were compared and evaluated with those registered optimization by radiation oncologist. For the registration of ImSim phantom, the Eclipse TPS shows slightly better registration than Oncentra TPS. The mutual information method demonstrates slightly less registration error than match point method, because pixel by pixel is used for mutual information while 4 points is selected for the match point registration method. The ImSim QA software can check both translation and rotation with no influence of setup position compared with the phantom or patient study. The registration error is increased when moving set is rotated >5 degree for all axes. For cone beam CT registration with planning CT of head and neck patients, the mean deviation from registered optimization by radiation oncologist for mutual information method are 2.02 ± 2.00 mm and 0.82 ± 1.16 degree and for match point method are 3.05 ± 2.92 mm and 1.31 ± 1.35 degree. The mutual information also shows superior image registration than match point method. From the result the mutual information and match point methods can assist the medical oncologist to optimize the image registration easily and reliably without image misalignment. การซ้อนทับภาพในทางการแพทย์เป็นกระบวนการสำคัญ ในการวางแผนการรักษาและตรวจสอบความถูกต้องของตำแหน่งการฉายรังสีแบบครอบคลุมเฉพาะก้อนมะเร็ง (conformal radiation) จึงเป็นจุดมุ่งหมายของวิทยานิพนธ์ฉบับนี้คือ เพื่อศึกษาความถูกต้องของการซ้อนทับภาพด้วย 2 วิธี ของ mutual information และ match point ในเครื่องวางแผนการรักษา 2 เครื่อง คือ เครื่องของ Varian Eclipse V. 8.6.17 และ Oncentra V. 3.2.303 และยังทำการหาวิธีที่เหมาะสมในการซ้อนทับภาพ CT และ Conebeam CT (CBCT) ของผู้ป่วยที่เป็นมะเร็งบริเวณศีรษะและลำคอ จำนวน 20 ราย การประเมินวิธีการซ้อนทับภาพนี้จะทำในเครื่องวางแผนการรักษา 2 เครื่อง โดยใช้โปรแกรม ImSim QA software กระบวนการเริ่มจาก ImSim สร้างภาพหุ่นจำลองขึ้นมา 3 ชุด โดยชุดแรกเป็นชุดอ้างอิง ชุดที่ 2 ทำการหมุน 5, 10 และ 15 องศา ในแต่ละแนวแกน X, Y, Z และทั้ง 3 แนวแกนพร้อมกัน ส่วนชุดที่ 3 ทำการเลื่อนเป็นระยะ 5, 10 และ 15 มิลลิเมตร ด้วยวิธีเดียวกัน หลังจากนั้นทำการส่งข้อมูลภาพหุ่นจำลองทั้ง 3 ชุดเข้าสู่เครื่องวางแผนการรักษา Eclipse และ Oncentra แล้วทำการซ้อนทับภาพด้วยวิธี mutual information และ match point โดยการซ้อนทับภาพจะกระทำระหว่างภาพอ้างอิง กับภาพที่ได้ทำการหมุนหรือเลื่อนไว้ ความคลาดเคลื่อนในการซ้อนทับจากทั้งสองวิธีจะหาตามวิธีของ Eclipse และ Oncentra หลังจากนั้นภาพบริเวณศีรษะและลำคอของผู้ป่วยที่ได้จากการถ่ายด้วยเครื่อง CT simulator และ CBCT จำนวน 20 ราย จะถูกส่งเข้าเครื่องวางแผนการรักษา Eclipse แล้วทำการซ้อนทับภาพด้วยวิธี mutual information และ match point ระยะการเลื่อนของแต่ละวิธีซ้อนทับภาพจะถูกเปรียบเทียบและประเมินกับระยะเลื่อนโดยรังสีแพทย์บน on-board imager (OBI) ผลที่ได้จากการซ้อนทับภาพหุ่นจำลองของ ImSim นั้น ความคลาดเคลื่อนของ Eclipse และ Oncentra ใกล้เคียงกัน โดยวิธีการ mutual information ให้ผลการซ้อนทับภาพที่ดีกว่าวิธี match point เนื่องจาก mutual information ใช้ค่าเฉลี่ยความเข้มของทั้งภาพนำมาเข้าคู่กัน แต่ match point ใช้เพียง 4 จุดที่เราเลือกมาเข้าคู่กัน ซึ่งโปรแกรม ImSim สามารถตรวจสอบความแม่นยำของวิธีการได้โดยไม่มีปัจจัยอื่นๆ เช่น การจัดท่าผู้ป่วย หรือการวางหุ่นจำลอง โดยค่าคลาดเคลื่อนจะมากขึ้นเมื่อเราหมุนหุ่นจำลองพร้อมกันทั้ง 3 แนวแกนพร้อมกัน >5 องศา สำหรับการซ้อนทับภาพของผู้ป่วยนั้น ความคลาดเคลื่อนของแต่ละวิธีเมื่อเปรียบเทียบกับการซ้อนทับภาพโดยรังสีแพทย์นั้น วิธี mutual information และ match point มีค่า 2.02 ± 2.00 มิลลิเมตร 0.82 ± 1.16 องศา และ3.05 ± 2.92 มิลลิเมตร 1.31 ± 1.35 องศา ตามลำดับ โดยจะเห็นว่าวิธี mutual information ให้ความคลาดเคลื่อนน้อยกว่าวิธี match point อย่างไรก็ตาม วิธีทั้ง 2 วิธีในการซ้อนทับภาพให้ผลที่น่าเชื่อถือ และสามารถช่วยให้รังสีแพทย์มีความสะดวกและรวดเร็วในการจัดท่าผู้ป่วยก่อนทำการฉายรังสีได้พอๆ กัน 2013-08-07T11:33:16Z 2013-08-07T11:33:16Z 2010 Thesis http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/34227 10.14457/CU.the.2010.820 en http://doi.org/10.14457/CU.the.2010.820 Chulalongkorn University application/pdf Chulalongkorn University

Verification of image registration for the commercial treatmetn planning systems

Similar Items