PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Analiza kształtu struktur anatomicznych jamy brzusznej dla potrzeb radioterapii nowotworu prostaty

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
EN
Shape analysis of abdominal structures for prostate radiotherapy process
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
W artykule przedstawiono algorytmy opisu kształtu, które mogą zostać wykorzystane do budowy wiedzy a priori, o którą można wzbogacić metody segmentacji danych medycznych. Opisana metodologia została wykorzystana do analizy kształtu struktur anatomicznych okolicy miednicy. Przeprowadzona analiza pozwoliła sprawdzić zmienność geometrii struktur anatomicznych istotnych z punktu widzenia radioterapii nowotworu prostaty, Zmienność kształtu organów oceniono zarówno: pomiędzy osobami w populacji chorych z nowotworem gruczołu krokowego jak i zmienność tych kształtów podczas procesu radioterapeutycznego u pacjenta.
EN
Prostate cancer is one of most frequently diagnosed cancer diseases among men population, especially in Europe and the USA. The number of fatal cases is also significant. It leads to many attempts to improve processes of the cancer diagnosis and therapy. One of most promising methods of treatment is radiation therapy. However, its proper planning requires contouring of every important structure on every slice obtained from the imaging equipment (in example a CT scanner), which is time-consuming for medical staff. To solve this problem, many efforts are made to construct algorithms of automatic segmentation of organs in 3D data. To provide the expected efficiency of such methods, a base of a priori knowledge about organs to be delineated is desired. In this paper we present shape description algorithms which could be used to collect the a priori knowledge, potentially able to improve the medical data segmentation methods. The described methodology was used in shape analysis of pelvic region structures, important for planning the prostate cancer radiation therapy, which included: GTV (Gross Tumor Volume), rectum, bladder and femoral heads. In this paper 5 different algorithms are presented. The first proposed method describes the shape of the analyzed organ with parameters (semi-axis lengths) of minimum-volume ellipsoid circumscribed on the structure. The other algorithms provide the information about the shape of the analyzedstructure as a distribution of chosen geometric quantity values (such as distance) between the groups of points randomly selected on its surface. The proposed algorithms were tested on the organ models reconstructed from the structures contoured on the images obtained from CT. As a result of the performed analysis, geometrical variability of the considered structures were specified. Variability of shapes of the analyzed organs was examined for the patients from the population group of men with diagnosed prostate cancer as well as for the single patient cases during radiation therapy.
Wydawca
Rocznik
Strony
254--257
Opis fizyczny
Bibliogr. 16 poz., rys., wykr., wzory
Twórcy
autor
  • AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Katedra Metrologii i Elektroniki, Al. Mickiewicza 30, Kraków
autor
  • AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Katedra Metrologii i Elektroniki, Al. Mickiewicza 30, Kraków
  • AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Koło Naukowe "BIOMETR", Al. Mickiewicza 30, Kraków
  • Świetokrzyskie Centrum Onkologii w Kielcach, Dział Radioterapii, ul. Artwińskiego 3, Kielce
  • Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach, Zakład Fizyki Medycznej, Świętokrzyska 15, Kielce
  • Centrum Onkologii - Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie w Warszawie, Zakład Fizyki Medycznej, ul. Roentgena 5, Warszawa
Bibliografia
  • [1] Kukołowicz P., Piziorska M., Kędzierawski P., Skalski A., Zieliński T.: Radioterapia adaptacyjna (dostosowawcza) nowotworu gruczołu krokowego. Modelowanie i Pomiary w Medycynie MPM 2011, Krynica, 8–12 maja 2011, str. 13-18, 2012.
  • [2] Acosta O., et al.: Atlas Based Segmentation and Mapping of Organs at Risk from Planning CT for the Development of Voxel-Wise Predictive Models of Toxicity in Prostate Radiotherapy. Prostate Cancer Imaging, LNCS 6367, Springer-Verlag, str. 42-51, 2010.
  • [3] Skalski A., Zieliński T., Kukołowicz P., Kędzierawski P.: Computed tomography-based radiotherapy planning on the example of prostate cancer: application of level-set segmentation method guided by atlas-type knowledge. Proceedings of the 4th International Symposium on Applied Sciences in Biomedical and Communication Technologies, ISABEL 11, ACM, str. 1-5, doi:10.1145/2093698.2093840, 2011.
  • [4] Skalski A.: Modelowanie struktur anatomicznych dla potrzeb planowania leczenia w procesie radioterapii nowotworu prostaty. Pomiary, Automatyka, Kontrola, PAK, nr 04/2012, s. 372-375, 2012.
  • [5] Lu Ch., et al.: An integrated approach to segmentation and nonrigid registration for application in image-guided pelvic radiotherapy. Medical Image Analysis, vol. 15, str. 772-785, 2011.
  • [6] Cootes T., Edwards G. J., Taylor C. J.: Active Appearance Models. IEEE Trans. on Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 23, nr 6, str. 681-685, 2001.
  • [7] Cootes T. F., Cooper D., Taylor C. J., Graham J.: Active Shape Models Their Training and Application. Computer Vision and Image Understanding. vol. 61, nr 1, str. 38-59, 1995.
  • [8] Chen S., Lovelock M., Radke R. J.: Segmenting the prostate and rectum in CT imagery using anatomical constraints. Medical Image Analysis, vol. 15, nr 1, str. 1-11, 2011.
  • [9] Kos A., Zieliński T., Skalski A., Kukołowicz P., Kędzierawski P., Kuszewski T.: Comparison of ASM and AAM-based segmentation of prostate image in the CT scans for radiotherapy planning. NTAV/SPA, 27-29 IX 2012 Łódź, str. 53-57, 2012.
  • [10] Skalski A., Kos A., Zieliński T.: Using ASM in CT data segmentaion for prostate radiotherapy. ICCVG 2012, Warsaw, Poland, 24–26 IX 2012, LNCS 7594, str. 610-617, 2012.
  • [11] Cohen L. D.: On active contour model and balloons. CVGIP: Image Understanding, 53(2):str. 211–218, 1991.
  • [12] Cohen L. D., Cohen I.: Finite element methods for active contour models and balloons for 2D and 3D images. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 15 (11), str. 1131-1147, 1993.
  • [13] Osher S. and Paragios N.: Geometric Level Set Methods in Imaging, Vision, and Graphics. Springer-Verlag, New York. 2003.
  • [14] Łągwa J.: Analiza kształtu struktur anatomicznych jamy brzusznej zobrazowanych w danych CT. Projekt inżynierski, AGH, 2013.
  • [15] Jolliffe I. T.: Principal Component Analysis. Springer-Verlag, New York, 2002.
  • [16] Osada R., Funkhouser T., Chazelle B., Dobkin D.: Shape Distributions. ACM Transactions on Graphics, vol. 21, nr 4, str. 807–832, 2002.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-9cc2f7e2-58c6-4f2a-b97b-bd7afa5ac735
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.