KCI등재
Extra-phase Image Generation for Its Potential Use in Dose Evaluation for a Broad Range of Respiratory Motion
저자
Lee, Hyun Su ; Choi, Chansoo ; Kim, Chan Hyeong ; Han, Min Cheol ; Yeom, Yeon Soo ; Nguyen, Thang Tat ; Kim, Seonghoon ; Choi, Sang Hyoun ; Lee, Soon Sung ; Kim, Jina ; Hwang, JinHo ; Kang, Youngnam 연구자관계분석
발행기관
The Korean Association for Radiation Protection(The Korean Association for Radiation Protection)
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
English
주제어
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
103-109(7쪽)
DOI식별코드
제공처
소장기관
Background: Four-dimensional computed tomographic (4DCT) images are increasingly used in clinic with the growing need to account for the respiratory motion of the patient during radiation treatment. One of the reason s that makes the dose evaluation using 4DCT inaccurate is a change of the patient respiration during the treatment session, i.e., intrafractional uncertainty. Especially, when the amplitude of the patient respiration is greater than the respiration range during the 4DCT acquisition, such an organ motion from the larger respiration is difficult to be represented with the 4DCT. In this paper, the method to generate images expecting the organ motion from a respiration with extended amplitude was proposed and examined. Materials and Methods: We propose a method to generate extra-phase images from a given set of the 4DCT images using deformable image registration (DIR) and linear extrapolation. Deformation vector fields (DVF) are calculated from the given set of images, then extrapolated according to respiratory surrogate. The extra-phase images are generated by applying the extrapolated DVFs to the existing 4DCT images. The proposed method was tested with the 4DCT of a physical 4D phantom. Results and Discussion: The tumor position in the generated extra-phase image was in a good agreement with that in the gold-standard image which is separately acquired, using the same 4DCT machine, with a larger range of respiration. It was also found that we can generate the best quality extra-phase image by using the maximum inhalation phase (T0) and maximum exhalation phase (T50) images for extrapolation. Conclusion: In the present study, a method to construct extra-phase images that represent expanded respiratory motion of the patient has been proposed and tested. The movement of organs from a larger respiration amplitude can be predicted by the proposed method. We believe the method may be utilized for realistic simulation of radiation therapy.
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