Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Kontrola jakości systemu CyberKnife. Część 6 Test End-to-End (E2E)

Świątek Katarzyna, Wosicki Maksymilian, Matuszewski Krzysztof

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2024

|

Vol. 13, nr 1

23--29

PL

W systemie CyberKnife dedykowanym do leczenia zmian nowotworowych z wykorzystaniem terapii SRS (ang. Stereotactic Radiosurgery) lub SBRT (ang. Stereotactic Body Radiotherapy) dla zapewnienia wysokiej precyzji prowadzonej terapii wykorzystywane są równe formy kolimacji wiązki promieniowania oraz ścieżek i trybów śledzenia zmian nowotworowych podczas napromieniania pacjenta. W zależności od modelu systemu dostępne są kolimatory stałe Fix, kolimator zmiennoszczelinowy Iris oraz kolimator InCise MLC. Dostępne tryby śledzenia dzielą się na stacjonarne (tryb śledzenia czaszki 6D Skull, tryb śledzenia znaczników Fiducial i tryb śledzenia kręgosłupa Spine) oraz dynamiczne (tryb śledzenia Synchrony). Kombinacje sposobów kolimacji i trybów śledzenia pozwalają na napromienianie zmian położonych nie tylko wewnątrzczaszkowo, ale również obejmujących całe ciało. W celu zapewnienia wysokiej precyzji geometrycznego dostarczenia rozkładu dawki konieczne jest wykonywanie testów kontroli jakości end-to-end pozwalających ocenić i kontrolować całkowity błąd realizowanej terapii.

EN

In the CyberKnife system which is dedicated to providing Stereotactic Radiosurgery or Stereotactic Body Radiotherapy for precisely delivering radiation to the patient’s body, the staff are obligated to perform the quality test that all methods used in the treatment session are accurate. The CyberKnife system can use three different collimators depending on the version of the system. Those collimators are - FIX which offers an eleven stable size of the collimator, IRIS which can create the same sizes of collimators as FIX but changing the size under treatment session is possible and the MLC colimator which creat the treatment field using MLC leafs. For treatment realisation the system offers stationary models of checking the position of PTV - 6D Skull, Fiducial and Spine and dynamic methods which is Synchrony tracking. Different methods of PTV tracking creat an opportunity to perform treatment for all localization in the patient’s body. The quality assurance test for all of this method are End-to- End test and the staff are obligated to perform those test once for a month.

2

Porównanie detektorów dedykowanych małym polom w radioterapii

Świątek Katarzyna, Pawałowski Bartosz, Ryczkowski Adam

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2023

|

Vol. 12, nr 3

205--211

PL

Wstęp: Małe pola w radioterapii odgrywają coraz większą rolę w leczeniu onkologicznym pacjentów. Ich coraz większe znaczenie przekłada się na konieczność dokonywania jak najdokładniejszych pomiarów. W tym celu wybrany detektor musi spełniać odpowiednie warunki, by nie wprowadzać błędów do dokonywanego pomiaru. Prezentowana praca ma na celu porównanie różnych typów detektorów wykorzystanych do pomiaru charakterystyki wiązek dla małych pól. Materiały i metody: Do pomiaru wykorzystano pięć detektorów – dwa detektory półprzewodnikowe: microDiamond oraz Diodę E, trzy komory jonizacyjne różniące się wymiarami objętości czynnej: SemiFlex 3D, SemiFlex oraz PinPoint 3D. Wybrane detektory wykorzystano do pomiaru Procentowej Dawki Głębokościowej, profili wiązki oraz współczynnika zależności mocy dawki od wielkości pola. Dane zebrane podczas pomiarów zestawiono z krzywymi otrzymanymi przy pomocy algorytmu Monte Carlo, które przyjęto jako wartości referencyjne. Wyniki: Zebrane pomiary porównano między detektorami a symulacją Monte Carlo. Wartości uzyskane przy pomocy programu Mephysto firmy PTW zestawiono przy pomocy funkcji porównania krzywych, która pozwoliła na wyznaczenie wykresów różnicy. Dyskusja: Wartości uzyskane z analizy zmierzonych krzywych oraz wykonane wykresy różnicy porównano dla różnych detektorów. Dla analizowanych detektorów krzywe różnicy zaprezentowano w formie wykresów oraz tabel i wyznaczono z nich detektor charakteryzujący się najmniejszymi wartościami. W przypadku wszystkich porównywanych wielkości najmniejsze różnice wyznaczono dla detektora microDiamond. Podsumowanie: Przeprowadzone pomiary pozwoliły na wyznaczenie jako najbardziej adekwatnego detektora do pomiaru małych pól detektora półprzewodnikowego microDiamond.

EN

The small photon fields have been used more often in clinical practice in the past few years. The most accurate measurement is needed with the increase of their values in treatment. In that case, the proper radiation detector must be used for all of the measurements. The presented paper compares different types of radiation detectors used to perform beam characteristic curves in small fields. Methodology: Type of the used detectors were – two semiconductor detectors: microDiamond and Diode E, and three ion chambers, which have different sizes of sensitive volumes: Semi- Flex 3D, SemiFlex and PinPoint 3D. All of them were used to perform the measurements of Percentage Depth Dose (PDD), beam profiles and output factors. Measured data compared with reference curves from Monte Carlo simulation. Results: Collected measurements compare to each other and Monte Carlo simulation. In PTW Mephysto all date was compared by using compare beam date function. In this way, we received the difference graphs. Discussion: For all types of detectors, obtain values were compared. The difference graphs were presented and the main values were put into a table. The lowest scores were highlighted and the detector from which those scores comes was chosen. For all presented measurements, the best score was presented for the microDiamond detector. Summary: Performed measurements shown that the most accurate detector for measurement in small photon fields was microDiamond.

3

Kontrola jakości systemu CyberKnife. Część 5 Zgodność wiązki lasera z osią wiązki promieniowania

Świątek Katarzyna, Wosicki Maksymilian, Matuszewski Krzysztof

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2023

|

Vol. 12, nr 6

481--486

PL

Wykonywanie testów kontroli jakości obejmujących sprawdzenie zgodności wiązki lasera z osią wiązki promieniowania w systemie CyberKnife zalecane są zarówno przez samego producenta aparatu, jak i przez szereg organizacji, m.in. AAPM (ang. American Association of Physicists in Medicine), COMP (ang. Canadian Organization of Medical Physicists) oraz CPQR (ang. Canadian Partnership for Quality Radiotherapy). Zalecana częstotliwość wykonywania testu jest mocno zróżnicowana. Poprawne wykonanie testu, a co za tym idzie – prawidłowa kontrola zgodności wiązki lasera i osi wiązki promieniowania, pozwala zminimalizować wystąpienie błędów w pracy systemu CyberKnife, które mogą zmniejszyć dokładność pomiarów parametrów wiązki promieniowania oraz istotnie wpłynąć na realizację terapii. W prezentowanej pracy przedstawiono metodę weryfikacji zgodności wiązki lasera i osi wiązki promieniowania w oparciu o wykorzystanie filmów gafchromowych. Niezbędne w tej metodzie jest zapewnienie w trakcie pomiaru prostopadłości wiązki lasera względem podstawy, na której umieszczony jest film poddawany napromienianiu. Udaje się to osiągnąć, stosując kolimator typu pinhole. Napromieniony film poddawany jest analizie z wykorzystaniem oprogramowania ImageJ, które pozwala na wyznaczenie współrzędnych wiązki lasera i osi wiązki promieniowania, które służą dalej do obliczenia rozbieżności.

EN

Quality Assurance tests which checked the proper position of the laser centre and centre of the beam field are recommended by the vendor and world organizations like AAPM (ang. American Association of Physicists in Medicine), COMP (ang. Canadian Organization of Medical Physicists) or CPQR (ang. Canadian Partnership for Quality Radiotherapy). This type of test need to be performed monthly. Proper performing of this test and control of the working of the CyberKnife system is needed to be sure that all treatment plans are executed with high accuracy without any errors. The wrong position of those points can reduce the precision of the deposition dose and implicate different dose distributions in the patient’s body. This work presents the methodology of verification of the position of the laser and beam centre and the difference between those two points. This method is performed by using gafchromic films. One of the most important conditions is the parallel position of LINAC and the plastic plates where the gafchromic film will be positioned. To prepare the measurement system using of Pinhole cover plate is needed. Irradiated film in the next step is scanned and then analyzed in ImageJ, where the position of those points is measured and determines the distance between those points.

4

Kontrola jakości systemu CyberKnife. Część 4. MLC Garden Fence

Świątek Katarzyna, Wosicki Maksymilian, Matuszewski Krzysztof

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2023

|

Vol. 12, nr 5

375--384

PL

Zastosowanie systemu CyberKnife do leczenia nowotworów z wykorzystaniem technik SRS (ang. Stereotactic Radiosurgery) i SBRT (ang. Stereotactic Body Radiation Therapy) powoduje konieczność prowadzenia kontroli jakości parametrów pracy systemu z dużą dokładnością i precyzją. Zastosowanie w systemie CyberKnife nowego rozwiązania kolimacji wiązki z użyciem kolimatora wielolistkowego InCise MLC spowodowało rozszerzenie zakresu testów kontroli jakości o właściwe dla nowego sposobu kolimacji. Zalecanym do wykonywania z miesięczną częstotliwością jest test Garden Fence, będący rozszerzeniem testu Picket Fence. Dzięki prowadzeniu kontroli jakości z użyciem tego testu możliwe jest ilościowe określenie niedokładności położenia listków kolimatora wielolistkowego InCise MLC. Realizacja testu Garden Fence możliwa jest z wykorzystaniem metody filmowej opartej o napromienienie filmu gafchromowego, a następnie obróbkę zeskanowanego obrazu uzyskanego na filmie w oprogramowaniu RIT 142 lub z wykorzystaniem metody bezfilmowej wykorzystującej matrycę pomiarową QA Stereo Checker.

EN

All quality assurance tests recommended for the CyberKnife system should be performed with the highest quality. Assurance about the deposition accuracy of the dose is needed in the treatment method SBRT (Stereotactic Radiotherapy) used on the CyberKnife system. For the new collimator implemented to this system vendors and other organizations implemented new tests which are necessary to perform. The monthly test recommended for MLC on the CyberKnife system is the Garden Fence test. This is an expanded version of the Picket Fence. In the solution of this test, the received values described the incorrectness of the position of every MLC leaf. To perform this test it is possible to use two methods. First, using of gafchromic film which is scanned and analyzed by RIT 142. The other method use the StereoChecker phantom to collected and analyzed error position of the MLC in the software.

5

Kontrola jakości systemu CyberKnife. Część 3. IRIS QA

Świątek Katarzyna, Wosicki Maksymilian, Matuszewski Krzysztof

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2023

|

Vol. 12, nr 4

315--324

PL

W systemie CyberKnife podczas leczenia zmian nowotworowych z wykorzystaniem terapii SRS (ang. Stereotactic Radiosurgery) lub SBRT (ang. Stereotactic Body Radiotherapy) do formowania rozmiarów wiązek używane są kolimatory. W zależności od modelu systemu dostępne są kolimatory stałe Fix, kolimator zmiennoszczelinowy Iris oraz kolimator InCise MLC. Ze względu na specyfikę pracy kolimatora zmiennoszczelinowego Iris, formującego wiązkę o przekroju poprzecznym zbliżonym do okrągłego (dwunastokąt foremny) z użyciem układu dwóch heksagonalnych zespołów trójkątnych segmentów wolframowych, wymagana jest kontrola odtwarzalności rozmiaru pola o zadanej średnicy. Zgodnie z zaleceniami producenta systemu CyberKnife i organizacji COMP (ang. Canadian Organization of Medical Physicists) oraz CPQR (ang. Canadian Partnership for Quality Radiotherapy) test Iris QA, którego celem jest weryfikacja stałości rozmiaru pola w stosunku do wartości odniesienia, należy wykonywać z częstotliwością miesięczną. Metoda referencyjna wykonywania testu oparta jest o wykorzystanie filmów gafchromowych firmy Ashland, które umieszcza się w przeznaczonym do napromieniania akcesorium, następnie skanuje się i za pomocą oprogramowania dostarczonego przez producenta wyznacza średnicę danego pola. Alternatywną metodą realizacji tego testu jest wykorzystanie matrycy QA Stereochecker firmy Standard Imaging. Matryca umieszczana jest na stole terapeutycznym, pozycjonowana przy pomocy systemu obrazowania i specjalnych znaczników umieszczonych w matrycy. Następnie realizowany jest plan. Po jego akwizycji analizowane są pozyskane obrazy i obliczane średnice napromienionych pól. Porównanie obu metod wykonania testu Iris QA pokazuje, że obie metody pozwalają na kontrolę odtwarzalności rozmiaru pola formowanego przez kolimator zmiennoszczelinowy Iris. Wobec tego metoda oparta o wykorzystanie matrycy QA Stereochecker może być z powodzeniem wykorzystywana do rutynowej kontroli.

EN

For creating the shape of the beam on the CyberKnife different types of collimators are used. Basically, this type of accelerator is used to treat tumours of very small sizes by using SRS (Stereotactic Radiosurgery) or SBRT (Stereotactic Body Radiotherapy) therapy. In dependence on the CyberKnife model, available collimator types are FIX, IRIS or MLC. The IRIS collimator can change the size of fields by using two parallel hexagonal triangles systems to create a shape close to a circle (regular dodecagon). For this system, the essential QA test is checking the created by this collimator field size. In reference to vendor recommendations and other organisations like COMP (ang. Canadian Organization of Medical Physicists) or CPQR (ang. Canadian Partnership for Quality Radiotherapy). This type of test is needed to perform every month. The basic method to perform this test is using gafchromic film with different sizes compared to different field sizes of IRIS. All films are fixed in special shields in phantom Birdcage, which is normally used to hold the ion chamber to verify the daily dose. Next, the irradiated film is scanned and analyzed in a dedicated vendor’s program. In addition to the film method, it is a different method which used special equipment Stereochecker phantom (Standard Imaging). The phantom is positioned on the robocouch and matched to the lasers in the treatment room. Next is a realization of the QA treatment plan for this phantom and with connection to the computer the results are calculated by the appropriate program. Compare of the two methods of described test for the Iris collimator shows that both of those methods can perform this test with high resolution. Therefore, using of StereoChecker phantom can be used in standard clinical practises to control the stability of the creation Iris field seizes.

6

Kontrola jakości systemu CyberKnife. Część 2. MLC Picket Fence

Świątek Katarzyna, Wosicki Maksymilian, Matuszewski Krzysztof

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2023

|

Vol. 12, nr 3

191--196

PL

Wprowadzenie do systemu CyberKnife kolimatora wielolistkowego MLC pozwoliło na leczenie większych zmian nowotworowych oraz wpłynęło na precyzję realizacji takich planów leczenia. Realizacja leczenia stereotaktycznego, wykorzystującego wysokie dawkowanie frakcyjne z jednoczesnym zmniejszeniem liczby frakcji, wymaga kontroli wysokiej precyzji realizacji leczenia. Pozwala zapewnić to cykliczne wykonywanie testów kontroli jakości tego kolimatora. Test Picket Fence zaczerpnięty z zaleceń kontroli jakości kolimatorów MLC (AAPM Raport nr 72), wskazany do codziennego wykonywania w systemie CyberKnife, pozawala na weryfikację dokładności położenia listków MLC. System wyposażony jest w moduł oprogramowania pozwalający na wykonanie testów kontroli jakości kolimatora MLC z wykorzystaniem uchwytu MLC QA i filmów gafchromowych. Alternatywną metodą przeprowadzenia tego testu jest wykorzystanie matrycy StereoChecker, która umożliwia rejestrację wzoru testowego. Obie przedstawione w pracy metody wykonania testu pozwalają na jakościowe rutynowe sprawdzenie dokładności położenia listków w kolimatorze InCise MLC.

EN

Implementation of InCise multileaf collimator to the CyberKnife system increases the accuracy of deposited dose in treated regions. For treated tumours on CyberKnife most of the cases are used the SBRT (Stereotactic Radiotherapy) the high precision of realisation of the treatment plan is required. This assurance is obtained by the realization of quality assurance tests. The Picket Fence test is one of the tests recommended by AAPM report 72 that is performed day by day. The result from this test shows the positions of every leaf. The CyberKnife system is equipped in the dedicated module to perform tests for the MLC collimator. To prepare the gafchromic film to the realization of the picket fence the special tool is fixed to the collimator. The same results can be collected by using the StereoChecker phantom which can image the position of the leaf on the connected computer. For both methods for the realization of the Picket Fence test it is possible to collect the same result. For measured images, no differences were noticed.

7

Kontrola jakości systemu CyberKnife. Część 1

Świątek Katarzyna, Wosicki Maksymilian, Matuszewski Krzysztof

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2023

|

Vol. 12, nr 2

133--140

PL

Akcelerator CyberKnife przeznaczony jest do realizacji planów stereotaktycznych, z najwyższą możliwą precyzją. W tym celu konieczne jest wykonywanie testów jakościowych, by zapewnić jak największą dokładność miejsca deponowania zadanej dawki. Jednym z narzędzi stosowanych do weryfikacji dokładności napromieniania obszarów przez akcelerator jest dzienny test Automated Quality Assurance AQA. Najpowszechniej wykorzystywaną metodą realizacji tego testu jest metoda z wykorzystaniem filmów gafchromowych firmy Ashland. Filmy umieszcza się w specjalnym fantomie i realizuje się specjalnie przygotowany plan napromieniania, następnie po zeskanowaniu filmów ocenia się przesunięcia w każdym kierunku x, y z napromienionego pola. Alternatywną metodą realizacji tego testu jest metoda wykorzystująca matryce Stereochecker firmy Standard Imaging. Matryce umieszcza się na stole terapeutycznym, pozycjonuje przy pomocy systemu obrazowania i specjalnych znaczników umieszczonych w matrycy. Następnie realizuje się plan i po jego akwizycji ocenia się przesunięcia względem wyznaczonego baseline’u. Porównanie obu metod wykonania testu AQA pokazuje, że obie metody pozwalają na wyznaczenie przesunięć napromienianych obszarów i są one zgodne. Ponadto weryfikacja wykorzystująca matryce pozwala na zredukowanie kosztów wykonania tego testu, ponieważ nie wymaga ona wykorzystania filmów.

EN

CyberKnife is the type of accelerator intended to treat really small PTV using high doses of radiation. This type of treatment is named SBRT (Stereotactic Body Radiotherapy). To ensure that those plans are realized correctly it is necessary to perform measurements for quality assurance. One of using tests is Automated Quality Assurance AQA. The prescribed method for the realization of this test is using gafchromic films in a specially dedicated phantom. On the treatment couch, we positioned the phantom in the lasers and realized the treatment plan. Next, perform analyses on scanning films. We received the values of shifts with every possible direction – x, y, z. Another method to perform this test is using Stereochecker from Standard Imaging. Like with the phantom for film analysis, we positioned Stereochecker on the treatment couch and match the position with DRR pictures using fiducial markers. Next, we start the QA plan and analyze the results on a computer with created baseline. We received the same values as in the previous test. A comparison of received values from both methods showed that the difference between those measurements didn’t occur. For that reason, those two methods can be used equally, but for the Stereocheker method, we don’t spend money on gafchromic films.

8

Tomografia spektralna

Pawałowski Bartosz, Paluszyńska Marta, Charmacińska Magdalena, Bąk Olga, Graczyk Kinga, Świątek Katarzyna, Wosicki Maksymilian, Piotrowski Tomasz

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2022

|

Vol. 11, nr 5

389--394

PL

W pracy przedstawiono podstawy fizyczne oraz metody realizacji obrazowania spektralnego w tomografii komputerowej. Opisano różnice między metodami zaimplementowanymi komercyjnie w różnych typach tomografów komputerowych. W oparciu o przegląd literaturowy wymieniono możliwe zastosowania tych metod oraz potencjalne zyski wynikające z ich stosowania w porównaniu z klasycznymi metodami obrazowania tomograficznego.

EN

The study presents the physical basics and methods of performing spectral imaging in computed tomography (CT). The differences between the commercially implemented methods in various CT machines are described. Based on the literature review, possible applications of these methods and potential benefits resulting from their use in comparison with classical methods of CT imaging were listed.