ẢNH HƯỞNG CỦA THUỐC CẢN QUANG TĨNH MẠCH TRÊN CT MÔ PHỎNG ĐẾN TÍNH TOÁN LIỀU XẠ TRỊ VMAT-DIBH TIỀN PHẪU UNG THƯ THỰC QUẢN

Đặt vấn đề: Xạ trị VMAT-DIBH tiền phẫu ung thư thực quản yêu cầu độ chính xác cao trong xác định thể tích điều trị (PTV) và các cơ quan nguy cơ (OARs) như tim (Heart). Việc sử dụng thuốc cản quang tĩnh mạch trên CT mô phỏng (CCT) giúp cải thiện độ tương phản hình ảnh, hỗ trợ quá trình contour. Tuy nhiên, sự gia tăng tỷ trọng thể hiện qua đơn vị Hounsfield Units (HU) trên ảnh CT mô phỏng do thuốc cản quang có thể gây ra sai số trong tính toán liều xạ trị. Nghiên cứu này nhằm đánh giá định lượng sai số tính liều do thuốc cản quang và hiệu quả của việc hiệu chỉnh tỷ trọng trong lập kế hoạch xạ trị VMAT-DIBH tiền phẫu ung thư thực quản.

Đối tượng và Phương pháp: Nghiên cứu hồi cứu trên 15 bệnh nhân ung thư thực quản tiền phẫu. Mỗi bệnh nhân có ba chuỗi CT mô phỏng: DIBH không tiêm thuốc cản quang (NCCT), DIBH có tiêm thuốc cản quang (CCT), và thở tự do có nuốt dung dịch thuốc cản quang (FBCT). Với mỗi bệnh nhân, 4 kế hoạch xạ trị được lập và tính liều trên hệ thống Eclipse v13.0, sử dụng thuật toán Acuros XB: kế hoạch tham chiếu NCCT trên chuỗi ảnh NCCT, kế hoạch CCT trên chuỗi ảnh CCT, kế hoạch CCT_HU0 trên chuỗi ảnh CCT_HU0 (HU của vùng ngấm thuốc được gán bằng 0), và kế hoạch CCT_HU trên chuỗi ảnh CCT_HU (HU của vùng ngấm thuốc được gán bằng HU trung bình trong vùng này của chuỗi NCCT). Các thông số liều của PTV và Heart được so sánh bằng phép kiểm định thống kê cặp đôi Wilcoxon.

Kết quả: Giá trị HU trung bình của vùng ngấm thuốc cản quang (zContrastAgent) trên CCT là 295 ± 60 HU, cao hơn đáng kể so với 130 ± 17 HU trên NCCT. Kế hoạch CCT cho thấy sự thay đổi liều đáng kể so với kế hoạch tham chiếu NCCT, đặc biệt trên các thể tích ngấm thuốc (zCA_PTV và zCA_Heart). Cụ thể, sai số liều trung bình D_mean trên zCA_PTV là -0,65% (cao nhất lên tới -1,42%) và trên zCA_Heart là -0,42% (cao nhất lên tới -1,94%). Việc hiệu chỉnh tỷ trọng bằng cách gán HU về giá trị ban đầu (kế hoạch CCT_HU) đã giúp giảm thiểu sai số liều một cách hiệu quả, đưa các thông số liều trở về gần tương đương với kế hoạch tham chiếu NCCT hơn là so với phương pháp gán HU bằng 0 (CCT_HU0), phương pháp này làm tăng liều trên cả hai thể tích ngấm thuốc.

Kết luận: Sự hiện diện của thuốc cản quang tĩnh mạch gây ra sai số liều đáng kể trên các thể tích ngấm thuốc, đặc biệt là các cấu trúc mạch máu và mô tim. Việc hiệu chỉnh tỷ trọng là cần thiết để đảm bảo độ chính xác của kế hoạch xạ trị. Kỹ thuật hiệu chỉnh bằng cách gán lại HU về giá trị ban đầu của chuỗi NCCT cho thấy hiệu quả vượt trội trong việc giảm sai số so với phương pháp gán HU bằng 0. Nghiên cứu khuyến nghị sử dụng chuỗi CT có thuốc cản quang để contour chính xác, nhưng cần có quy trình hiệu chỉnh tỷ trọng nghiêm ngặt trước khi tính toán liều.

Background: Pre-operative VMAT-DIBH radiotherapy for esophageal cancer requires high accuracy in defining the planning target volume (PTV) and organs at risk (OARs) such as the heart. The use of intravenous contrast agents on simulation CT (CCT) helps improve image contrast, thereby supporting the contouring process. However, the increase in tissue density, represented by Hounsfield Units (HU) on the simulation CT images due to the contrast agent, can introduce errors in dose calculation. This study aimed to quantitatively evaluate the dosimetric error caused by the contrast agent and the effectiveness of density correction methods in pre-operative VMAT-DIBH radiotherapy planning for esophageal cancer.

Materials and Methods: This was a retrospective study on 15 patients with pre-operative esophageal cancer. Each patient had three simulation CT scans: DIBH non-contrast (NCCT), DIBH contrast-enhanced (CCT), and free-breathing with oral contrast (FBCT). For each patient, four radiotherapy plans were created and dose-calculated on the Eclipse v13.0 system using the Acuros XB algorithm: a reference NCCT plan on the NCCT image series, a CCT plan on the CCT image series, a CCT_HU0 plan on the CCT_HU0 image series (where the HU of the contrast-enhanced region was set to 0), and a CCT_HU plan on the CCT_HU image series (where the HU of the contrast-enhanced region was set to the mean HU of this region from the NCCT series). Dosimetric parameters for the PTV and Heart were compared using a paired Wilcoxon statistical test.

Results: The mean HU value of the contrast-enhanced region (zContrastAgent) on CCT was 295 ± 60 HU, which was significantly higher than the 130 ± 17 HU on NCCT. The CCT plan showed significant dose changes compared to the reference NCCT plan, especially in the contrast-enhanced volumes (zCA_PTV and zCA_Heart). Specifically, the mean dose error (Dmean) for zCA_PTV was -0.65% (with errors reaching as low as -1.42%) and for zCA_Heart was -0.42% (with errors reaching as low as -1.94%). Density correction by assigning the original HU value (the CCT_HU plan) effectively minimized the dosimetric errors, bringing the dose parameters closer to the NCCT reference plan compared to the method of assigning HU to 0 (the CCT_HU0 plan), which increased the dose in both contrast-enhanced volumes.

Conclusion: The presence of intravenous contrast agent causes significant dosimetric errors in the contrast-enhanced volumes, particularly in blood vessels and heart tissue. Density correction is essential to ensure the accuracy of radiotherapy planning. The correction technique of reassigning HU to the original value from the NCCT series showed superior effectiveness in reducing errors compared to the method of assigning HU to 0. The study recommends using contrast-enhanced CT for accurate contouring, but a rigorous density correction protocol is needed before dose calculation.