Geometric distortion in MRI for radiotherapy planning: A narrative review.
Magnetic resonance imaging (MRI) provides superior soft-tissue contrast compared to computed tomography (CT), making it a valuable modality for target delineation in radiotherapy. However, geometric distortion inherent to MRI can compromise spatial accuracy and remains a critical consideration in tr...
| Publicado en: | Journal of Medical Imaging & Radiation Sciences Vol. 57; no. 5 |
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| Autores principales: | , |
| Formato: | review Journal Article |
| Publicado: |
Elsevier B.V.
Sep2026
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| Acceso en línea: | Ver este registro en EBSCOhost |
| Sumario: | Magnetic resonance imaging (MRI) provides superior soft-tissue contrast compared to computed tomography (CT), making it a valuable modality for target delineation in radiotherapy. However, geometric distortion inherent to MRI can compromise spatial accuracy and remains a critical consideration in treatment planning. This narrative review summarizes current knowledge on geometric distortion in 1.5 T and 3.0 T MRI systems used for radiotherapy planning, focusing on distortion mechanisms, evaluation methods, distortion correction methods, and considerations for clinical implementation. Findings from phantom-based and clinical studies were reviewed. Geometric distortion arises mainly from gradient nonlinearity, static magnetic field (B₀) inhomogeneity, and susceptibility effects, and tends to increase toward the periphery of the field of view. Phantom-based studies have reported spatial deviations of approximately 1–3 mm in clinically relevant regions, particularly in 3.0 T systems. Vendor-provided distortion correction, 3D distortion mapping, and periodic quality assurance (QA) can reduce distortion to clinically acceptable levels, although standardized evaluation protocols and cross-platform comparability remain limited. MRI geometric distortion remains an important challenge in radiotherapy planning, especially in high-field 3.0 T systems. Although correction methods and QA procedures improve geometric reliability, differences in scanner characteristics, acquisition conditions, and evaluation methods continue to limit consistency across studies and institutions. Practical clinical implementation of MRI in radiotherapy planning requires not only distortion correction but also standardized QA procedures to maintain geometric reliability and support future advances in image registration and MRI-guided radiotherapy. Magnetic resonance imaging, or MRI, is often used in radiotherapy because it shows body tissues clearly, but it can slightly distort shapes. This study reviewed existing research to understand where these distortions come from, how they are measured, and how they can be corrected in clinical practice. This study found that distortions are usually small but can increase toward the edges of the image, and can be reduced with correction methods and regular quality checks. This matters because improving accuracy in imaging helps ensure that radiotherapy is planned and delivered safely and precisely. L'imagerie par résonance magnétique (IRM) offre un contraste des tissus mous supérieur à celui de la tomodensitométrie (TDM), ce qui en fait une modalité précieuse pour la délimitation des cibles en radiothérapie. Cependant, la distorsion géométrique inhérente à l'IRM peut compromettre la précision spatiale et reste un facteur critique à prendre en compte lors de la planification du traitement. Cette étude narrative résume les connaissances actuelles sur la distorsion géométrique dans les systèmes d'IRM à 1,5 T et 3,0 T utilisés pour la planification de la radiothérapie, en mettant l'accent sur les mécanismes de distorsion, les méthodes d'évaluation, les méthodes de correction de la distorsion et les considérations relatives à la mise en œuvre clinique. Les résultats d'études sur fantômes et d'études cliniques ont été passés en revue. La distorsion géométrique résulte principalement de la non-linéarité des gradients, de l'inhomogénéité du champ magnétique statique (B₀) et des effets de susceptibilité, et tend à augmenter en périphérie du champ de vision. Des études sur fantômes ont fait état d'écarts spatiaux d'environ 1 à 3 mm dans les régions cliniquement pertinentes, en particulier avec les systèmes à 3,0 T La correction de la distorsion fournie par les fabricants, la cartographie 3D de la distorsion et l'assurance qualité (AQ) périodique peuvent réduire la distorsion à des niveaux cliniquement acceptables, bien que les protocoles d'évaluation standardisés et la comparabilité entre plateformes restent limités. La distorsion géométrique en IRM reste un défi important dans la planification de la radiothérapie, en particulier avec les systèmes à champ élevé de 3,0 T Bien que les méthodes de correction et les procédures d'assurance qualité améliorent la fiabilité géométrique, les différences au niveau des caractéristiques des appareils, des conditions d'acquisition et des méthodes d'évaluation continuent de limiter la cohérence entre les études et les établissements. La mise en œuvre clinique de l'IRM dans la planification de la radiothérapie nécessite non seulement une correction de la distorsion, mais aussi des procédures d'assurance qualité standardisées afin de garantir la fiabilité géométrique et de soutenir les avancées futures en matière de registration d'images et de radiothérapie guidée par IRM. L'imagerie par résonance magnétique, ou IRM, est souvent utilisée en radiothérapie car elle permet de visualiser clairement les tissus corporels, mais elle peut entraîner une légère distorsion des formes. Cette étude revient sur les travaux de recherche existants afin de comprendre d'où proviennent ces distorsions, comment elles sont mesurées et comment elles peuvent être corrigées dans la pratique clinique. Elle montre que les distorsions sont généralement faibles mais qu'elles peuvent s'accentuer vers les bords de l'image, et qu'elles peuvent être réduites grâce à des méthodes de correction et à des contrôles de qualité réguliers. Cela est important car l'amélioration de la précision de l'imagerie contribue à garantir que la radiothérapie est planifiée et administrée de manière sûre et précise. |
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