Optymalizacja systemu XVI dla protokołów klinicznych

• Autorzy: Oborska-Kumaszyńska D. , Northofer D.

Warianty tytułu

EN

System optimization XVI for clinical protocols

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wprowadzenie radioterapii IGRT utorowało drogę do implementacji technik, które umożliwiają zwiększanie dawki i hypofrakcjonowanie, przy utrzymaniu wymaganego reżimu dawek dla tkanek/ organów zdrowych. Idea oraz wymagania technik radioterapii IGRT zdeterminowały rozwój i zastosowanie do użytku klinicznego obrazowania wolumetrycznego 3D i 4D. W rozwiązaniu technicznym spowodowało to, że systemy obrazowania zostały „dołączone” do systemów radioterapeutycznych. System obrazowania XVI (X-ray volume imaging) pozwala na rekonstrukcję anatomii pacjenta w obszarze terapeutycznym w projekcji 2D oraz obrazowaniu 3D, a w ostatniej wersji także 4D. Uzyskane z XVI rekonstrukcje pozwalają na weryfikację i/lub korekcję pozycji pacjenta przed rozpoczęciem leczenia. Akwizycja i prezentacja obrazów powinna odbywać się w jak najbardziej optymalnych warunkach, zarówno z punktu widzenia parametrów technicznych systemu (mA, ms, kV, moc dawki, liczba ramek na projekcje), algorytmów rekonstrukcji i obróbki obrazów (algorytm, siatka rekonstrukcji, korekcja ze względu na rozproszenie, filtry rekonstrukcyjne), kalibracji systemu (gains, bad pixel, flexmap), jak i warunków oceny obrazów (kalibracja/parametry monitora, oświetlenie pomieszczenia). Prawie wszystkie z tych parametrówmogą być zarządzane przez użytkownika systemu w celu zoptymalizowania jakości uzyskiwanych obrazów. Niniejszy artykuł przedstawia metodologię uzyskania jak najlepszej jakości obrazów dla protokołów klinicznych, wprowadzonych dla systemu XVI, uwzględniając zarówno parametry tych obrazów (SNR, CNR, jednorodność, kontrast, rozdzielczość przestrzenna, artefakty), dostarczaną dawkę, jak i obszar kliniczny oraz wymiary geometryczne pacjenta. Zebrany materiał pokazuje, jak zmieniając podstawowe parametry systemu XVI, można regulować procesem obrazowania, tak aby spełniał on kryteria jakościowe, wymagane dla zastosowania przy zachowaniu najniższego możliwie narażenia na promieniowanie jonizujące. Takie podejście pozwala na otrzymywanie obrazów, które są wiarygodnym nośnikiem informacji o anatomii pacjenta, jego ułożeniu i wymaganych korekcjach.

EN

The introduction of IGRT technique established a way for the implementation of techniques of increasing a dose and hypofractionation, while maintaining of a required dosage regimen for normal tissue. An idea and the requirements of IGRT techniques have determined a development and application of volumetric imaging (3D and 4D) for clinical use. It caused that the imaging systems are „attached” to the radiotherapy systems. The XVI imaging system (X-ray volume imaging) allows a reconstruction of patient anatomy in a therapeutic area (2D planar and 3D volumetric imaging), and the latest version of the 4D imaging. The reconstructions obtained from the XVI are used to verify and/or correct a patient setup before treatment. An acquisition and presentation of the images should be done in the most optimal conditions, both in terms of technical parameters (mA, ms, kV, dose rate, number of frames per projection) of a reconstruction algorithm and image processing (algorithm, grid reconstruction, scatter correction, reconstruction filter), a system calibration (gains, bad pixel, flexmap), as well as the conditions of an image assessment (display settings, ambient light). Almost all of these parameters can be managed by the system user in order to optimize the quality of the obtained images. This paper presents a methodology to obtain the best image quality for clinical protocols introduced for the XVI system. It takes into account both the parameters of these images (SNR, CNR, homogeneity, contrast, spatial resolution, artifacts), dose delivered, and a clinical patient region of and geometric dimensions of the patient. A collected material shows how operating of the basic parameters can adjust XVI imaging process in order to meet the quality criteria required for implementation, while maintaining the lowest possible exposure to ionizing radiation. This approach allows to obtain images which are reliable source of information about the patient anatomy, setup and required corrections of it.

Słowa kluczowe

PL

CBCT; optymalizacja obrazowania; radioterapia

EN

CBCT; optimisation of medical imaging; radiotherapy

• Wydawca: Indygo Zahir Media
• Czasopismo: Inżynier i Fizyk Medyczny
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 5, nr 4
• Strony: 203--215
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Oborska-Kumaszyńska D.

• MPCE Department, The Royal Wolverhampton NHS Trust Wolverhampton United Kingdom

autor

Northofer D.

• MPCE Department, The Royal Wolverhampton NHS Trust Wolverhampton United Kingdom

Bibliografia

• 1. Elekta: Optimizing Image Quality in XVI VolumeView™ – White Paper.
• 2. Netherlands Cancer Institute: XVI Protocols: Netherlands Cancer Institute, The Netherlands July 2015.
• 3. D. Oborska-Kumaszyńska: Kalibracja systemu XVI Elekta Synergy – historia 0,5 mm, Inżynier i Fizyk Medyczny, 5, 2016, 153-163.
• 4. S. Kamath et al.: An image quality comparison study between XVI and OBI CBCT systems, JACMP, 12(2), 2011.
• 5. M. Stock et al.: Image quality and stability of image-guided radiotherapy (IGRT) devices, A comparative study, Radiother. Oncol., 93(1), 2009, 1-7.
• 6. J. Lehmann et al.: Commissioning experience with cone-beam computed tomography for image-guided radiation therapy, JACMP, 8(3), 2007.
• 7. K.R. Muraidhar et al.: Commissioning and quality assurance of the X-ray volume imaging system of an image-guided radiotherapy capable linear accelerator, J. Med. Phys., 33(2), 2008, 72-77.
• 8. NHS Purchasing and Sypply Agency: Evaluation Report, X-ray tomographic image guided radiotherapy systems, CEP10071, March 2010.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).