Characteristics and uses of dual-spiral dual-energy CT in radiotherapy of the head and neck

Abstract

Dual-Spiral Dual-Energy Computed Tomography is an emerging technology that is being introduced in Radiotherapy Departments of hospitals because of its cost and simplicity. There is still a lack of literature about its features and applications. This research fills that gap in the case of Head and Neck Radiotherapy, by means of a thorough study of the technique. This research is divided in three parts: 1) imaging quality, 2) utility in tumor delineation and 3) utility in plan dose calculations. The study combines in-phantom and in-patient investigations. From the observed results, it can be concluded that Dual-Spiral Dual-Energy brings good image quality in Virtual Monoenergetic Images in the range between 45 and 55 keV and is not inferior to other types of Dual-Energy. Moreover, its capability of virtually removing iodine from contrast-enhanced CT images can be safely used for radiotherapy calculations with a high accuracy if some controlled conditions are fulfilled.

La Tomografia Computada de Doble Energia i Doble Espiral és una tecnologia emergent que està sent introduïda en els serveis de Radioteràpia dels hospitals pel seu cost i simplicitat. Hi ha un buit de literatura sobre les seves característiques i aplicacions. Aquesta recerca omple aquest buit en el cas de la radioteràpia del cap i coll, mitjançant un estudi complet de la tècnica. Està dividit en tres parts: 1) Qualitat de les imatges, 2) utilitat en la delineació de tumors i 3) utilitat en els càlculs de dosi dels plans. El treball combina recerques en maniquí i en pacients. A partir dels resultats observats, es pot concloure que la Doble Energia de Doble Espiral proporciona unes images virtuals monoenergètiques de bona qualitat en l’interval 45-55keV, i no és inferior a d’altres tipus de Doble Energia. Més encara, la seva capacitat de retirar virtualment l’iode d’imatges amb contrast injectat pot ser usada amb seguretat i alta precisió per a càlculs de radioteràpia sempre que es compleixin determinades condicions.

La Tomografía Computarizada de Doble Energía y Doble Espiral es una tecnología emergente que está siendo introducida en los servicios de Radioterapia de los hospitales por su coste y simplicidad. Existe un vacío en la literatura sobre sus características y aplicaciones. Este estudio llena dicho vacío en el caso de la radioterapia de cabeza y cuello mediante un completo estudio de la técnica. El trabajo está dividido en tres partes: Calidad de las imágenes, 2) utilidad en delineación de tumores y 3) utilidad en el cálculo de dosis de los planes. La investigación comprende estudios sobre maniquí y sobre pacientes. A partir de los resultados observados, se puede concluir que la Doble Energía de Doble Espiral proporciona unas imágenes virtuales monoenergéticas de buena calidad en el intervalo 45-55keV, no siendo inferior a otros tipos de Doble Energía. Más aún, su capacidad de extraer virtualmente el yodo de las imágenes con contraste inyectado puede ser usada con seguridad y alta precisión para cálculos de radioterapia, siempre que se cumplan determinadas condiciones.