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Title
Die Magnetresonanz-basierte synthetische Computertomographie im Anwendungsgebiet des Magnetresonanz-only radiation therapy workflow
Additional Titles
The magnetic resonance-based synthetic computertomographie in the field of application of the magnetic resonance – only radiation therapy workflow
AuthorMüller, Konstanze Clara
Thesis advisorStanek, Brigitte
Published2018
Date of SubmissionJune 2018
LanguageGerman
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)MR-basierter Radiotherapie Workflow / pseudo/synthetische CT / MR Sequenzen
Keywords (EN)MR-only radiation therpay workflow / pseudoe/synthetic CT / MR sequences
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

Diese Arbeit befasst sich mit der synthetischen Erstellung von CT Bildern (sCT) aus MR Bilddaten. Vier verschiedene Methoden wurden unterschieden, welche aus MR Voxel korrespondierende Hounsfield Units (HU) berechnen. Die Anwendung dieser Technik findet im MR-only radiation therapy workflow statt, welcher einen Strahlentherapieplan aus einem alleinigen MR Scan erstellt. Ziel dabei ist es, auftretende Ungenauigkeiten bei einer stattfindenden Bildfusionierung zu eliminieren. Die Forschungsfrage dieser Arbeit untersucht welche MR Sequenzen in veröffentlichten Studien für die Erstellung von synthetischen Bilddaten herangezogen wurden. Die Studienrechereche, welche in Anlehnung an die PRISMA Guideline durchgeführt wurde, ergab 22 Studien, welche die Kriterien für die Beantwortung der Forschungsfrage erfüllten. Dabei wurde die Datenlage der Suchplattformen Pubmed und Sciencedirect der letzten fünf Jahren erhoben. 13 verschiedene Methodenvarianten sind aus den Rechercheergebnissen abzuleiten. Die meisten Varianten, in Summe sechs (46%), basieren auf der atlas-based Methode, welche das Input MR Bild mit einer vorhandenen Datenbank aus korrespondierenden CT-MR Bildern vergleicht. Neben vier Varianten, welche die voxel-based Methode heranziehen, gibt es ebenfalls zwei Fälle, bei denen eine Hybrid Methode für die Berechnung verwendet wird. Die class-density override Methode wird durch eine kommerziell erwerbliche Software, der MRCAT von Philips, vertreten. Eine zweite kommerziell erwerbliche Software ist der MriPlanner von Spectronic, welcher zur atlas-based Methode zählt. 13 von 22 herangezogenen Sequenzen (62%) sind T1 gewichtete Bilder. In den häufigsten Fällen (9) wird eine alleinige Sequenz zur Erstellung des sCT herangezogen. Die höchste Anzahl an benötigten Sequenzen einer voxel-based Methodenvariante sind vier Sequenzen. Dies stimmt ebenfalls mit der erhobenen Methodenbeschreibung überein, welche für die voxel-based Methode mehrere Sequenzen vorsieht. Die Aussage der Studienrecherche ist, dass es keine klar bevorzugte Sequenz zur Erstellung eines synthetischen CT gibt, jedoch bevorzugte Sequenzen wie die der Gradienten Technik Sequenz (8) bzw. die der Turbo Spin Echo Sequenz (7).

Abstract (English)

This thesis is about the synthetic generation of CT images (sCT) out of MR images. There are four different methods to be distinguished, which process MR voxels to corresponding hounsfield units (HU). This technique is applied in the MR-only radiation therapy workflow that generates a plan of radiotherapy from a single MR scan. The goal is to diminish inaccuracies that result from the merger of the images. The present research is thought to give an overview of which MR sequences are being used to generate synthetic images. The research, that was conducted based on the PRISMA guideline, showed 22 studies that met the criteria necessary to answer the research question. Studies not older than five years were identified for evaluation using the search engines Pubmed and Sciencedirect. The results show that there are 13 different methodical options. Most of them, six in total, are based on the atlas-method which compares the input MR image with other corresponding CT-MR images from a database. Besides four options that are voxel based, there are two more which use a hybrid method for processing. The class-density override method is used by a commercially available software, MRCAT by Philips, with which there have been four studies published. Another commercially available method is MriPlanner, by Spectronic, which is atlas-based. 13 out of 22 sequences (62%) are T1 weighted images. In most cases (9) a single sequence is used for generating the sCT. The highest number of sequences needed for a voxel-based method variant is four. This agrees with the theoretical input, which defines that the voxel-bases method is needed multiple standard sequences. The study´s finding is that there is no clearly favoured sequence for creating a synthetic CT, but preferred sequences such as the gradient technique (8) and the turbo spin echo sequence (7).