Assessment of Image Quality and Dosimetric Performance of CT Simulators

Publication date: Available online 23 February 2019

Source: Journal of Medical Imaging and Radiation Sciences

Author(s): Mohammad Rezaee, Daniel Letourneau

Abstract

Background

CT simulator for radiation therapy aims to produce high-quality images for dose calculation and delineation of target and organs at risk in the process of treatment planning. Selection of CT imaging protocols that achieve a desired image quality while minimizing patient dose depends on technical CT parameters and their relationship with image quality and radiation dose. For similar imaging protocols using comparable technical CT parameters, there are also variations in image quality metrics between different CT simulator models. Understanding the relationship and variation is important for selecting appropriate imaging protocol and standardizing QC process. Here, we proposed an automated method to determine the relationship between image quality and radiation dose for various CT technical parameters.

Material and Method

The impact of scan parameters on various aspects of image quality and volumetric CT dose index for a Philips Brilliance Big Bore and a Toshiba Aquilion One CT scanners were determined by using commercial phantom and automated image quality analysis software and cylindrical radiation dose phantom.

Results and Discussion

Both scanners had very similar and satisfactory performance based on the diagnostic acceptance criteria recommended by ACR, International Atomic Energy Agency, and American Association of Physicists in Medicine. However, our results showed a compromise between different image quality components such as low-contrast and spatial resolution with the change of scanning parameters and revealed variations between the two scanners on their image quality performance. Measurement using a generic phantom and analysis by automated software was unbiased and efficient.

Conclusion

This method provides information that can be used as a baseline for CT scanner image quality and dosimetric QC for different CT scanner models in a given institution or across sites.

Résumé

Contexte

Les appareils de simulation TRM pour la radiothérapie visent à produire des images de très grande qualité pour le calcul de la dose et la délimitation des cibles et des organes à risque dans le cadre de la planification de traitement. Le choix des protocoles d'imagerie TDM qui permettent d'obtenir des images de qualité tout en minimisant la dose pour le patient dépend des paramètres techniques de TDM et de leur lien avec la qualité de l'image et la dose de rayonnement. Pour des protocoles d'imagerie similaires utilisant des paramètres techniques de TDM comparables, il existe également des variations dans les mesures de qualité d'image entre différents modèles de simulation TDM. Comprendre la relation et la variation est important pour le choix d'un protocole d'imagerie approprié et la normalisation du processus d'AQ. Dans cet article, nous proposons une méthode automatisée pour déterminer la relation entre la qualité de l'image et la dose de rayonnement pour différents paramètres techniques de TDM.

Matériel et méthodologie

L'impact des paramètres de scan sur différents aspects de la qualité de l'image et l'indice de dose volumétrique en TRM pour deux appareils (Philips Brilliance Big Bore et Toshiba Aquilion One CT) a été déterminé en utilisant un fantôme commercial et un logiciel d'analyse automatisée de la qualité de l'image, ainsi qu'un fantôme cylindrique de dose de rayonnement.

Résultats et discussion

Les deux appareils offraient un rendement très similaire et satisfaisant selon les critères d'acceptation diagnostique recommandés par l'ACR, l'IAEA et l'AAPM. Cependant, nos résultats montrent un compromis entre différentes composantes de la qualité de l'image, comme le faible contraste et la résolution spatiale avec le changement de paramètres de scan, et révèlent des variations entre les deux appareils dans leur rendement de qualité de l'image. Les mesures utilisant un fantôme générique et l'analyse par un logiciel automatisé étaient non biaisées et efficaces.

Conclusion

Cette méthode fournit de l'information qui peut être utilisée comme base de référence pour la qualité de l'image en TDM et le contrôle de qualité dosimétrique pour différents modèles d'appareils de TDM dans une même institution ou entre différents sites.

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