Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przegląd wybranych metod obrazowych stosowanych w trakcie realizacji teleradioterapii

Bodusz Dawid

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2023

|

Vol. 12, nr 1

51--55

PL

Metody obrazowe dostępne w trakcie realizacji teleradioterapii są współcześnie nieodzownym elementem prowadzonej terapii z zastosowaniem promieniowania jonizującego. Tego typu obrazowanie i pozycjonowanie chorych nazwane zostało radioterapią kierowaną obrazem (IGRT – image guided radiation therapy). Rozwój technik teleradioterapii umożliwiał tworzenie coraz bardziej precyzyjnych i wysublimowanych planów leczenia, lecz wymagał wprowadzenia narzędzi umożliwiających zachowanie precyzji w trakcie realizacji leczenia. Można przyjąć, że pierwsze systemy radioterapii kierowanej obrazem zostały wprowadzone do praktyki klinicznej we wczesnych latach 90., a głównym powodem było wprowadzenie technik dynamicznych, które niejako wymagały przeprowadzania weryfikacji nie tylko położenia objętości tarczowej, ale również narządów krytycznych w celu prawidłowego odtwarzania planu leczenia. Nie oznacza to, że wcześniej nie zwracano uwagi na prawidłowe pozycjonowanie chorych. Już w latach 1960-1970 zaczęto stosować tzw. weryfikację portalową, czyli obrazowanie pola napromieniania wiązką terapeutyczną w celu weryfikacji geometrii napromieniania. Warto również wspomnieć, że w latach 1950-1960 w przypadku urządzeń nazywanych bombami kobaltowymi montowano czasem lampy rentgenowskie służące do wykonywania rentgenowskich zdjęć weryfikacyjnych [1].

2

Evaluation of geometric parameters of the stomatognathic system using radiological imaging

Ryniewicz Wojciech, Bojko Łukasz, Ryniewicz Anna M.

Metrology and Measurement Systems

|

2022

|

Vol. 29, nr 3

585--600

EN

In modern clinical practice in various areas of dentistry, there is a need to virtualize and determine the diagnostic parameters of the stomatognathic system (SS). The aim of this article is to provide an evaluation of correct SS structures based on a comparison of mappings in pantomography, lateral cephalometry, and volumetric tomography using bone and tooth anthropometric points. The digital measurements performed determine the applicability of the analyzed imaging techniques for clinical diagnostics by indicating discrepancies and errors in the evaluation of geometric parameters. They should verify the location of characteristic points, lines, angles, and planes in relation to spatial objects mapped on the 1:1 scale. The analyses performed confirm the appearance of bone and dental structure asymmetry in healthy patients.

3

Przeciwzapalne napromienianie płuc chorych na COVID-19

Sroka Łukasz, Gądek Adam, Dolla Łukasz, Radwan Michał, Rutkowski Tomasz, Ślosarek Krzysztof

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2021

|

Vol. 10, nr 2

93--96

PL

W pracy przedstawiono metodę napromieniania płuc pacjentów chorych na COVID-19. Wszelkie badania obrazowe, wymagane do zrealizowania radioterapii, są wykonywane na akceleratorze liniowym. Zastosowany plan leczenia jest planem 2D, natomiast rozkład dawki 3D otrzymuje się w oparciu o badanie tomografii stożkowej CBCT (Cone Beam Computed Tomography) wykonywane po napromienieniu pacjenta. Po tym badaniu pacjent może opuścić szpital. Celem takiego sposobu napromienienia jest skrócenie czasu pobytu pacjenta w placówce oraz ograniczenie jego kontaktu z personelem do niezbędnego minimum. W czasie napromienienia pacjenta mierzona jest mapa fluencji. Cały proces jest wykonywany z zachowaniem wszystkich procedur QA oraz zasad ochrony epidemiologicznej. Całość leczenia jest dokumentowana w postaci elektronicznej, jak i papierowej, generowanej na podstawie planu 3D.

EN

The paper presents a method of lung irradiation in COVID-19 patients. All imaging tests required for radiotherapy are performed on a linear accelerator. The treatment plan used is a 2D plan, while the 3D dose distribution is based on the Cone Beam Computed Tomography (CBCT) scan performed after the patient’s irradiation. After this examination, the patient can leave the hospital. The purpose of this method of irradiation is to shorten the patient’s stay in the facility and to limit his contact with the staff to the necessary minimum. During the irradiation of the patient, the fluency map is measured. The entire process is carried out in compliance with all QA procedures and the principles of epidemiological protection. The entire treatment is documented in electronic and paper form, generated on the basis of a 3D plan.

4

Analiza dawki w rdzeniu kręgowym u pacjentów z nowotworami głowy i szyi wykonana na podstawie obrazowania CBCT

Łyko Dawid, Piziorska Maria, Czyżew Beata

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2021

|

Vol. 10, nr 4

311--316

PL

Odtwarzalność pozycji terapeutycznej pacjenta jest niezwykle istotnym punktem leczenia przeciwnowotworowego z wykorzystaniem promieniowania jonizującego. Prawidłowa pozycja terapeutyczna determinuje bowiem prawidłowe zrealizowanie planu leczenia, a co za tym idzie – wpływa na efektywność całej terapii. Celem badania było zweryfikowanie, czy stosowane metody stabilizacji i weryfikacji pozycji pacjenta są wystarczające, by w poprawny sposób zrealizować plan leczenia. Badania dotyczyły nowotworów głowy i szyi, w kierunku dawek zaabsorbowanych w kanale i rdzeniu kręgowym. Dane zostały uzyskane z wykorzystaniem komponentów Systemu Planowania Leczenia Eclipse (TPS, ang. Treatment Planning System): Contouring, Image Registration, External Beam Planning, Offline Review. Dla 30 pacjentów wykonano łącznie 926 obrazów CBCT, które poddano analizie. Największe wartości zmiany ułożenia w badanej grupie zostały uzyskane dla rotacji PITCH i były równe 0,33°. Pozostałe wartości nie były istotne statystycznie, co zostało wykazane testem t-Studenta. U żadnego pacjenta nie doszło do przekroczenia dawki granicznej w rdzeniu kręgowym. Zarówno planowanie leczenia, jak również kontrola ułożenia pacjenta wykonywane były zgodne z obowiązującymi w Centrum Radioterapii protokołami.

EN

The correct positioning of the cancer patient is extremely important for effectiveness of radiotherapy. The aim of the study was to verify either stabilisation or verification of the patient’s position are sufficient for the correct treatment plan realisation. The studies focused on head and neck cancers, in particular the doses absorbed in the canal and spinal cord. The data was obtained with the use of the components of the treatment planning system Eclipse: Contouring, Image Registration, External Beam Planning. A total of 926 CBCT images for 30 patients were analyzed. The highest values of the change in position in the studied group were obtained for the PITCH rotation and were equal to 0.33 degrees. The remaining values were negligible, as shown by the Student’s t-test. No patient plan exceeded the dose limit in the spinal cord. Both treatment planning and control of the patient’s position were performed correctly.

5

Synthetic CT in assessment of anatomical and dosimetric variations in radiotherapy - procedure validation

Grządziel Aleksandra, Gądek Adam, Bekman Barbara, Wendykier Jacek, Ślosarek Krzysztof

Polish Journal of Medical Physics and Engineering

|

2020

|

Vol. 26, Iss. 4

185--192

EN

Introduction: One of many procedures to control the quality of radiotherapy is daily imaging of the patient's anatomy. The CBCT (Cone Beam Computed Tomography) plays an important role in patient positioning, and dose delivery monitoring. Nowadays, CBCT is a baseline for the calculation of fraction and total dose. Thus, it provides the potential for more comprehensive monitoring of the delivered dose and adaptive radiotherapy. However, due to the poor quality and the presence of numerous artifacts, the replacement of the CBCT image with the corrected one is desired for dose calculation. The aim of the study was to validate a method for generating a synthetic CT image based on deformable image registration. Material and methods: A Head & Torso Freepoint phantom, model 002H9K (Computerized Imaging Reference Systems, Norfolk, USA) with inserts was imaged with CT (Computed Tomography). Then, contouring and treatment plan were created in Eclipse (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA, USA) treatment planning system. The phantom was scanned again with the CBCT. The planning CT was registered and deformed to the CBCT, resulting in a synthetic CT in Velocity software (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA, USA). The dose distribution was recalculated based on the created CT image. Results: Differences in structure volumes and dose statistics calculated both on CT and synthetic CT were evaluated. Discrepancies between the original and delivered plan from 0.0 to 2.5% were obtained. Dose comparison was performed on the DVH (Dose-Volume Histogram) for all delineated inserts. Conclusions: Our findings suggest the potential utility of deformable registration and synthetic CT for providing dose reconstruction. This study reports on the limitation of the procedure related to the limited length of the CBCT volume and deformable fusion inaccuracies.

6

Quality control test of cone beam computed tomography - constancy tests

Redutko J., Wrona K., Szarek A., Bańczyk Ł.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2020

|

Vol. 102, nr 2

66--75

EN

Purpose: The paper describes tests of CBCT cone beam scanners carried out to ensure projection quality. Design/methodology/approach: During the studies, phantoms were scanned with a leading brand volumetric CT scanner according to the device manufacturer's recommendations. The water phantom and phantom made of PMMA with materials of different radiological densities were used in the performed tests. The image area during the tests was determined as a cylinder with diameter of 80 mm and height of 90 mm. In turn, exposure parameters were selected on the basis of clinically applied protocols of cranial imaging. Within carried out research, tests of noise level were performed, image homogeneity was analysed and Hounsfield units constancy was determined. To this end, 18 quality control tests were analysed, which were performed at intervals of about 30 days. Images obtained during phantom scans were analysed by determining the Hounsfield value of selected areas and their changes over time. Findings: The analysis of all carried out projection quality control tests showed that they met the criteria set by the manufacturer, falling within the predefined value ranges. One of the performed tests presented results approaching the limit of acceptable values. After notifying this case, it was shown that the CT scanner was serviced during that period. The obtained results of the quality control tests of water phantom as well as of the material phantom imaging were maintained at similar levels after the service activities. No changes were observed in the obtained mean values of Hounsfield units, which would indicate a decrease in diagnostic quality of CBCT projections. Research limitations/implications: The results presented in this publication require further analysis. These should be complemented by incl. analyses of spatial resolution and image geometry. Practical implications: Carried out research has shown that cyclical quality control testing by a qualified operator is an essential activity to ensure high diagnostic quality of the device. In addition, this analysis showed that procedures of in-service tests should not be omitted and delayed. Originality/value: Originality in these tests is the possibility to improve the procedures for performing basic quality control tests.

7

Badanie jakości wydruku elementów wykonanych techniką DLP przy wykorzystaniu tomografii wiązki stożkowej oraz tomografii konwencjonalnej

Redutko Joanna, Szarek Arkadiusz, Wrona Krzysztof

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2019

|

z. 17

101--109

PL

Artykuł zawiera ocenę jakości wydruku elementów wykonanych w technice druku DLP, poprzez analizę projekcji otrzymanych z tomografu wolumetrycznego i konwencjonalnego. Podczas analizy określono czy możliwym jest wykonanie fantomu do CBCT z wydruku światłoutwardzalnego przy pomocy drukarki DLP. Badania tomograficzne miały na celu określenie obecności wtrąceń materiałowych i pęcherzy powietrza, mogących dawać efekt odbicia promieni rentgenowskich. Przeanalizowano ilość pochłanianej wiązki promieniowania poprzez pomiary wartości jednostek Hounsfielda dla wielu obszarów próbek.

EN

The article has been devoted to an evaluation of the print quality of elements made in the DLP printing technique, which was obtained as a result of the analysis of the projection from the volumetric and conventional CT. During this analysis the presence of air bubbles, material inclusions and other artifacts, which may give the effect of X-ray reflection, was determined. The amount of absorbed radiation beam was also analysed by measuring the Hounsfield unit values for many sample areas.

8

Application of Cone Beam Computed Tomography for detection of periapical lesions – clinical case

Czernilewska M., Ryniewicz A.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 8(114)

177--185

EN

The purpose of the thesis is to show the dental imaging capability of Cone Beam Computed Tomography (CBCT) in comparison with intraoral X-ray images for detection and assessment of periapical lesions before and during treatment as well as to present the use of diagnostic functions in the available software. The thesis presents two clinical cases.

PL

Celem artykułu jest pokazanie możliwości obrazowania stomatologicznego za pomocą tomografii wiązki stożkowej w porównaniu ze zdjęciami RTG wewnątrzustnymi do detekcji oraz oceny rozległości zmian okołowierzchołkowych przed i w trakcie leczenia. Omówiono dwa przypadki kliniczne.

9

Optymalizacja systemu XVI dla protokołów klinicznych

Oborska-Kumaszyńska D., Northofer D.

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2016

|

Vol. 5, nr 4

203--215

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.

10

Kalibracja systemu XVI Elekta Synergy : historia 0,5 mm

Oborska-Kumaszyńska D.

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2016

|

Vol. 5, nr 3

153--163

PL

Jednym z rodzajów systemów obrazowania, stosowanych do weryfikacji realizacji leczenia terapeutycznego, są systemy CBCT.We współczesnej radioterapii procedury przygotowania pacjenta do leczenia promieniowaniem jonizującym oraz weryfikacja jego realizacji nie są możliwe do przeprowadzenia bez właściwej jakości informacji obrazowej. Przedmiotem artykułu jest historia poszukiwania przyczyn 0,5 mm odstępstwa od specyfikacji technicznej producenta w odległości między obiektami testowymi rekonstruowanej w obrazie 3D. Również jakoś uzyskiwanych obrazów – oceniana na podstawie parametrów, takich jak: rozdzielczoś przestrzenna, jednorodnoś , kontrast, obecnoś artefaktów – pozostawiała wiele do życzenia. W artykule przedstawiono historię poszukiwania przyczyny, a także metod pozwalających na korekcję tych niezgodności. Przeprowadzone procedury kalibracji, optymalizacji, korekcji i weryfikacji pozwoliły uzyska znaczącą poprawę jakości obrazów oraz właściwą rekonstrukcję geometryczną.

EN

In modern radiotherapy procedures of preparing a patient for radiotherapy and verification of this, they are not feasible without a high quality of imaging information. CBCT is a type of imaging system used to verify radiotherapy treatment on the base geometrical and dosimetry parameters. The article is a story of an investigation of the reason of 0,5 mm discrepancy of a distance reconstructed in 3D image between two test objects. Also, the quality of images – they were assessed on the basis: spatial resolution, uniformity, contrast, visibility of artifacts – was questionable. The article presents the story of searching the reasons, methods to correct those discrepancies. The procedures followed to calibrate, optimize, correct and verify, they provided a significant improvement of the image quality, as well as the accurate geometric reconstruction.

11

Computer-aided design and manufacturing of dental surgical guides based on cone beam computed tomography

Malara P., Dobrzański L. B.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2015

|

Vol. 76, nr 2

140--149

EN

Purpose: The aim of the paper is to present the own method of design and manufacturing of surgical guides on the basis of cone beam computed tomography (CBCT) scans and three-dimensional models of teeth and soft tissue obtained from impressions or intraoral optical scans, which are possible to use during surgical implant placement. Design/methodology/approach: The method of designing and manufacturing of surgical guides was developed on the basis of real clinical data coming from patients with severe bone deficit qualified for implantological treatment. The model of bone and virtual model of soft tissues were combined together. The project of the prosthetic restoration imposed on the virtual model of the bone was used to plan the position of the implants. The final surgical guide was manufactured with the use of a CNC milling machine. Findings: The method enables planning of the implant position based on two combined models of the bone and soft tissues and allows to design and manufacture a surgical guide. Thus, it becomes possible to place the implants in the bone of the patient during a surgical procedure in a preplanned position. Practical implications: Thanks to the method of designing and manufacturing of surgical guides a range of clinical tasks in preparation of the guides is restricted to registration of the intraoral situation, taking of CBCT scans of the bone and determination of the type of the prosthetic restoration. Properly made surgical guides allow to shorten the time of the surgical procedure and carry it out in a minimally invasive manner. Originality/value: This paper presents an original method of designing and manufacturing of surgical guides. This allows for precise planning of the position and the number of implants and the transfer of these data into the mouth of a patient during the surgery without the use of commercially available closed software.

12

Ocena kształtu żuchwy na podstawie obrazowania w tomografii wolumetrycznej

Ryniewicz A. M., Ryniewicz W., Olszewska M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 3

239--242

PL

Celem pracy była weryfikacja dokładności odwzorowania parametrów kształtu żuchwy z wykorzystaniem tomografii wolumetrycznej (CBCT) i pomiarami wykonanymi dla potrzeb diagnostyki klinicznej. Pomiary referencyjne przeprowadzono na współrzędnościowej maszynie pomiarowej. Preparaty poddano obrazowaniu CBCT i opracowano wirtualne modele żuchwy. Analizowano parametry: trójkąt Bonwille’a, płaszczyznę okluzyjną, oraz symetrię żuchwy względem płaszczyzny strzałkowej. Niepewność standardowa przeprowadzonych pomiarów wynosiła od 0,25 mm do 1,15 mm.

EN

A novel dental imaging technique is Cone Beam Computed Tomography – CBCT. The aim of the project was to verify the accuracy of the projection of shape parameters of a mandible applying the CBCT and measurements taken for needs of clinical diagnostics. The study was based on cadaver specimens. The reference measurements were made on a coordinate-measuring machine. Then, the specimens were exposed to the imaging using CBCT. A verification study consisted in measuring the physical geometrical characteristics of a clinically-applied object. The measurements resulted from the study of real-world objects and also three dimensional models created on the basis of two dimensional images from CBCT (Fig. 3). A Bonwille’s triangle and the occlusal plane (Figs. 4, 5) served as the geometrical parameters of the jawbone shape. Additionally, the sagittal plane, in relation to which the jawbone symmetry was estimated, was defined and specified (Figs. 7, 8). Three measurement series for the coordinate-measuring machine and five measurements for the CBCT, taken for each point, were held to specify the coordinates as well as the lengths of the sections between the characteristic points. 20 measurements of the lengths of the sides of the Bonwille’s triangle were taken for the purpose of statistical analysis and evaluation of the accuracy of measurements taken by CBCT. In all studied specimens, the asymmetric location of the points was detected, especially B and C points, which were located on the joint surface of the mandible head. Simultaneously, K and L points were located on the coronoid bones and F, G points on the passage of the mandible canal into its ramus. The coordinate-measuring machine was used for the reference measurements. The specimens were subjected to the CBCT imaging and the virtual jawbone models were prepared. The parameters that were analysed were: Bonwille’s triangle, occlusal plane and the jawbone symmetry in relation to the sagittal plane. The standard uncertainty of thetaken measurements fluctuated between 0,25 mm and 1,15 mm.