Tierarztl Prax Ausg K 2019; 47(01): 5-12
DOI: 10.1055/a-0806-6366
Originalartikel
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Radiation therapy planning using MRI-CT fusion in dogs and cats with brain tumors

Strahlentherapieplanung mittels MRT-CT-Fusionierung bei Hunden und Katzen mit Hirntumoren
Julia Buchholz
1  Animal Clinic Hofheim, Hofheim, Germany
,
Eberhard Ludewig
2  Diagnostic Imaging Department for Companion Animals and Horses, University of Veterinary Medicine Vienna (Vetmeduni Vienna), Vienna, Austria
,
Andreas Brühschwein
3  Clinic of Small Animal Surgery and Reproduction, Ludwig-Maximilian University, Munich, Germany
,
Dagmar Nitzl
4  Freelance Radiologist, Zurich, Switzerland
,
Andrea Sumova
5  Anicura Animal Oncology and Imaging Center, Hünenberg, Switzerland
,
Barbara Kaser-Hotz
5  Anicura Animal Oncology and Imaging Center, Hünenberg, Switzerland
› Author Affiliations
Further Information

Publication History

04/18/2018

10/01/2018

Publication Date:
26 February 2019 (online)

Abstract

Introduction Volume definition is a delicate step within the radiation treatment planning process and the precision of defining the volumes to irradiate is important for the success of the radiation treatment. Traditionally, radiation plans are created using computed tomography (CT) studies. Due to its different mechanism of action, magnetic resonance imaging (MRI) is more sensitive for detection of brain lesions. Therefore, using fused images of both imaging modalities should result in a more precise definition of the volumes to irradiate. The feasibility to fuse CT and MRI studies performed at different institutions was tested to subsequently analyse the influence of the fused images on target volume definition.

Materials and methods Fourteen dogs and four cats with brain lesions having MR- and CT-imaging were included. Contrast-enhanced radiotherapy planning CT scans were fused to T1-weighted post-contrast and T2-weighted MRI scans. The gross tumor volume (GTV), the clinical tumor volume (CTV) and the planning target volume (PTV) were delineated on CT- and MRI studies. CT and MRI volumes were compared with regard to volumetric and spatial differences.

Results The mean GTV was larger on MRI than on CT (2.15 vs.1.54 cm3). Also the mean CTV was larger on MRI than on CT (5.34 vs. 4.38 cm3). Consequently, the mean PTV was larger on MRI than on CT (14.20 vs. 10.82 cm3) as well. None of the differences in defined volumes were significant. Fusion images were accepted showing mean errors of 1.32 mm (mean error) and 1.73 mm (maximal error).

Conclusion CT-MRI fusion was feasible especially when defined, reliable, and consistent anatomic landmarks were used as registration points. Volumetric differences between CT and MRI were insignificant. In general, GTV and CTV were easier identified on MRI.

Zusammenfassung

Gegenstand und Ziel Die Präzision, mit der die Bestrahlungsvolumina und damit die Grenzen der Strahlenfelder definiert werden, entscheidet wesentlich über den Erfolg einer Strahlentherapie. Traditionell basiert die Planung auf Datensätzen einer zuvor durchgeführten computertomographischen Untersuchung. Aufgrund anderer Abbildungseigenschaften ist die Magnetresonanztomographie (MRT) der Computertomographie (CT) bei der Darstellung zerebraler Läsionen überlegen. Es ist davon auszugehen, dass durch die Fusion der Daten von CT- und MRT-Studien die Definition der Bestrahlungsvolumina präziser erfolgen kann. Ziel der Untersuchungen war, die Durchführbarkeit der Fusion von Bilddatensätzen aus unterschiedlichen Einrichtungen zu testen, um in der Folge den Einfluss fusionierter Bilder auf die Darstellung der Zielvolumina zu untersuchen.

Material und Methoden In die Studie wurden 14 Hunde und vier Katzen mit Hirnläsionen, bei denen MRT- und CT-Studien vorlagen, eingeschlossen. Fusioniert wurden Datensätze von CTs zur Strahlentherapieplanung nach Kontrastmittelgabe mit T1-gewichteten MRT-Serien nach Kontrastmittelapplikation und mit T2-gewichteten MRT-Serien. Das makroskopische Tumorvolumen (GTV), das klinische Tumorvolumen (CTV) und das Planungszielvolumen (PTV) wurden auf den CT- und MRT-Studien eingezeichnet. CT- und MRT-Volumina wurden bezüglich volumetrischer und räumlicher Unterschiede verglichen.

Ergebnisse Der Mittelwert des GTV war in den MRT-Aufnahmen größer als in den CT-Aufnahmen (2,15 vs.1,54 cm3). Dies galt ebenso für das CTV (5,34 vs. 4,38 cm3). Folglich war auch das Planungszielvolumen im MRT größer als im CT (14,20 vs.10,82 cm3). Keiner der in den definierten Volumina gefundenen Unterschiede erwies sich als signifikant. Fusionsbilder mit einer mittleren Abweichung von 1,32 mm (Mittelwert) und 1,73 mm (Maximum) wurden akzeptiert.

Schlussfolgerung Die CT-MRT-Fusion war vor allem durch die Verwendung von definierten, verlässlichen und übereinstimmenden anatomischen Orientierungshilfen als Registrierungspunkte durchführbar. Volumetrische Unterschiede zwischen den beiden Studien waren nicht signifikant. Generell konnten GTV und CTV einfacher mit den MRT-Serien identifiziert werden.