Comparison of prostate positioning guided by three-dimensional transperineal ultrasound and cone beam CT
Creators
- 1. University Hospital Munich, LMU Munich, Department of Radiation Oncology, Munich (Germany)
- 2. University Hospital Munich, LMU Munich, Department of Urology, Munich (Germany)
Description
The accuracy of a transperineal three-dimensional ultrasound system (3DUS) was assessed for prostate positioning and compared to fiducial- and bone-based positioning in kV cone beam computed tomography (CBCT) during definitive radiotherapy of prostate cancer. Each of the 7 patients had three fiducial markers implanted into the prostate before treatment. Prostate positioning was simultaneously measured by 3DUS and CBCT before each fraction. In total, 177 pairs of 3DUS and CBCT scans were collected. Bone-match and seed-match were performed for each CBCT. Using seed-match as a reference, the accuracy of 3DUS and bone-match was evaluated. Systematic and random errors as well as optimal setup margins were calculated for 3DUS and bone-match. The discrepancy between 3DUS and seed-match in CBCT (average ± standard deviation) was 0.0 ± 1.7 mm laterally, 0.2 ± 2.0 mm longitudinally, and 0.3 ± 1.7 mm vertically. Using seed-match as a reference, systematic errors for 3DUS were 1.2 mm, 1.1 mm, and 0.9 mm; and random errors were 1.4 mm, 1.8 mm, and 1.6 mm, on lateral, longitudinal, and vertical axes, respectively. By analogy, the difference of bone-match to seed-match was 0.1 ± 1.1 mm laterally, 1.3 ± 3.8 mm longitudinally, and 1.3 ± 4.5 mm vertically. Systematic errors were 0.5 mm, 2.2 mm, and 2.6 mm; and random errors were 1.0 mm, 3.1 mm, and 3.9 mm on lateral, longitudinal, and vertical axes, respectively. The accuracy of 3DUS was significantly higher than that of bone-match on longitudinal and vertical axes, but not on the lateral axis. Image-guided radiotherapy of prostate cancer based on transperineal 3DUS was feasible, with overall small discrepancy to seed-match in CBCT in this retrospective study. Compared to bone-match, transperineal 3DUS achieved higher accuracy on longitudinal and vertical axes. (orig.)
Availability note (English)
Available from: http://dx.doi.org/10.1007/s00066-016-1084-7Abstract (German)
Bewertung der Genauigkeit eines transperinealen dreidimensionalen Ultraschallsystems (3DUS) fuer die Prostatapositionierung und Vergleich mit Goldmarker- und knochenbasierter Positionierung in Kilovolt-''Cone-beam''-Computertomographie (CBCT) bei einer definitiven Strahlentherapie des Prostatakarzinoms. Vor Behandlung wurden 7 Patienten je drei Goldmarker in die Prostata implantiert. Die Prostataposition wurde zeitgleich von 3DUS und CBCT vor jeder Fraktion gemessen. Insgesamt wurden 177 Paare von 3DUS- und CBCT-Scans gewonnen. Knochen- und Goldmarker-Koregistrierungen wurden fuer jede CBCT durchgefuehrt. Goldmarker-Koregistrierung wurden als Referenz genutzt, um die Genauigkeit der 3DUS und Knochen-Koregistrierung zu bewerten. Systematische und zufaellige Fehler sowie optimale Sicherheitsabstaende wurden jeweils fuer 3DUS und Knochen-Koregistrierung berechnet. Die Diskrepanz zwischen 3DUS und Goldmarker-Koregistrierung in CBCT (Mittelwert ± Standardabweichung) betrug lateral 0,0 ± 1,7 mm, longitudinal 0,2 ± 2,0 mm und vertikal 0,3 ± 1,7 mm. Mit Goldmarker-Koregistrierung als Referenz betrugen systematische Fehler fuer 3DUS 1,2, 1,1 und 0,9 mm, zufaellige Fehler 1,4, 1,8 und 1,6 mm jeweils in lateraler, longitudinaler und vertikaler Richtung. In Analogie dazu betrug die Differenz der Knochen-Koregistrierung zur Goldmarker-Koregistrierung 0,1 ± 1,1, 1,3 ± 3,8 und 1,3 ± 4,5 mm in lateraler, longitudinaler und vertikaler Richtung; systematische Fehler waren 0,5, 2,2 und 2,6 mm und zufaellige Fehler 1,0, 3,1 und 3,9 mm jeweils in lateraler, longitudinaler und vertikaler Richtung. Die Genauigkeit der 3DUS war signifikant hoeher als die der Knochen-Koregistrierung in longitudinaler und vertikaler, aber nicht in lateraler Richtung. In der retrospektiven Studie war die bildgefuehrte Strahlentherapie durch den transperinealen 3DUS praktikabel beim Prostatakarzinom mit insgesamt geringer Diskrepanz zu Goldmarker-Koregistrierung in CBCT. Der transperineale 3DUS erzielte eine hoehere Genauigkeit in longitudinaler und vertikaler Richtung als die Knochen-Koregistrierung. (orig.)Additional details
Identifiers
Publishing Information
- Journal Title
- Strahlentherapie und Onkologie
- Journal Volume
- 193
- Journal Issue
- 3
- Journal Page Range
- p. 221-228
- ISSN
- 0179-7158
- CODEN
- STONE4
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 48037887
- Subject category
- S62: RADIOLOGY AND NUCLEAR MEDICINE;
- Descriptors DEI
- ACCURACY; BEAM PROFILES; CARCINOMAS; COMPUTERIZED TOMOGRAPHY; CRITICAL ORGANS; CT-GUIDED RADIOTHERAPY; ERRORS; GY RANGE 10-100; MEDICAL PERSONNEL; PLANNING; POSITIONING; PROSTATE; QUALITY ASSURANCE; TRAINING; ULTRASONOGRAPHY
- Descriptors DEC
- ABSORBED DOSE RANGE; BODY; DIAGNOSTIC TECHNIQUES; DISEASES; EDUCATION; GLANDS; GY RANGE; MALE GENITALS; MEDICINE; NEOPLASMS; NUCLEAR MEDICINE; ORGANS; PERSONNEL; RADIATION DOSE RANGES; RADIOLOGY; RADIOTHERAPY; THERAPY; TOMOGRAPHY