Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Techniki napromieniania w radioterapii – boost

100%

Ślosarek K. , Dolla Ł. , Radwan M. , Osewski W.

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2016

|

tom Vol. 5, nr 2

85--89

PL

W pracy przedstawiono na przykładzie napromieniania nowotworu gruczołu krokowego dwa podstawowe sposoby podwyższania dawki w napromienianej objętości: dwuetapowy i jednoczasowy. Pokazano różnice pomiędzy technikami napromieniania, porównano dawki fizyczne i biologicznie równoważne, które obliczono na bazie modelu liniowo-kwadratowego. Na podstawie wykonanych obliczeń stwierdzono, że stosując napromienianie dwuetapowe lub jednoczasowy boost, dawki fizyczne i biologicznie równoważne są porównywalne, jeżeli liczba frakcji w obu opisywanych technikach jest taka sama. Jeżeli jednak w technice boostu jednoczasowego zmniejszy się liczba frakcji, nie zmieniając dawki całkowitej, aby nie zwiększać dawki w narządach krytycznych, wówczas dawka biologiczna równoważna jest większa w leczonym obszarze, pozostając niezmienna w narządach krytycznych. Ten sposóbpodwyższania dawki jest możliwy tylko w przypadku zastosowania technik dynamicznych, takich jak IMRT lub VMAT.

EN

This work is based on the case of prostate cancer irradiation and it presents two basic ways to increase the dose in the irradiated volume: simultaneous boost and two-step method. The differences between those methods of radiation were shown. The physical and biologically equivalent doses, calculated based on the linear – quadratic model, were compared. On the basis of performed calculations and if the number of fractions for both described techniques is the same, it can be concluded that using two-step irradiation or simultaneous boost the physical and biologically equivalent doses are comparable. However, if the number of fraction for simultaneous boost is reduced, without changing the total dose, so as to not increase the dose in critical organs, then the biologically equivalent dose is greater in the treated area, while remaining constant in the critical organs. This method of increasing the dose is only possible for dynamic techniques such as IMRT or VMAT.

2

Format DICOM – komunikacja pomiędzy systemami diagnostyki obrazowej i planowania leczenia radioterapii

88%

Osewski W. , Dolla Ł. , Hawrylewicz L. , Garbaciok S. , Ślosarek K.

|

2014

|

tom Vol. 3, nr 5

221--225

PL

DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine) to format obrazowania cyfrowego i wymiany obrazów w medycynie, opracowany dla potrzeb ujednolicenia wymiany i interpretacji danych medycznych reprezentujących lub związanych z obrazami diagnostycznymi w medycynie. Format ten, przyjęty przez wszystkich producentów sprzętu medycznego za standard, w dużej mierze pozwala na bezproblemową komunikację i wymianę danych pomiędzy urządzeniami różnych firm. Niestety nie zawsze działa to tak, jak chcieli tego twórcy. Zdarza się, że indywidualny rozwój formatu przez poszczególnych producentów w znacznym stopniu komplikuje wspomnianą komunikację. Było to szczególnie widoczne na styku dwóch dziedzin medycyny: diagnostyki obrazowej i radioterapii. Współczesna radioterapia bazuje na badaniach obrazowych, dlatego wprowadzono zmodyfikowany format zwany DICOM RT, który dedykowany jest radioterapii. Zawiera on między innymi informacje na temat struktur anatomicznych, rozkładów dawek, geometrii źródeł promieniowania. Opracowany standard jest nieustannie rozwijany i udoskonalany. Aktualnie przesyłanie informacji w formacie DICOM jest praktycznie bezproblemowe i pozwala na pracę z zastosowaniem sprzętu różnych producentów, dedykowanego do różnych zadań medycznych.

EN

DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine) is a format developed for unification of exchange and interpretation of medical data representing or associated with diagnostic images in medicine. This format, adopted by all manufacturers of medical equipment as an standard format of medical data, allows for trouble-free communication and exchange of data between devices from different companies. Unfortunately it does not always work as the authors of DICOM format wanted to. It happens that the individual producers development of the format greatly complicates previously mentioned communication. This was particularly evident at the junction of two branches of medicine: diagnostics imaging and radiotherapy. Modern radiotherapy is based on imaging studies, so there was a need to introduce modified format called DICOM RT. It contains information about anatomical structures, dose distributions, the geometry of radiation sources etc. This standard is constantly being developed and improved. At present, the transfer of information in DICOM format is almost trouble-free and allows to work with different manufacturers equipment dedicated to different medical tasks.

3

Zastosowanie rezonansu magnetycznego w planowaniu leczenia

88%

Garbaciok S. , Osewski W. , Dolla Ł. , Hawrylewicz L. , Ślosarek K.

|

2014

|

tom Vol. 3, nr 6

299--304

PL

Nadrzędnym celem radioterapii jest wyleczenie, a także polepszenie komfortu jakości życia pacjentów. Aby cel ten został zrealizowany, istotne jest precyzyjne określenie granicy guza w trakcie planowania leczenia. Kolejnym ważnym aspektem jest precyzyjne odtworzenie położenia określonych struktur i narządów podczas planowania leczenia. Mimo że badanie tomografii komputerowej nadal pozostaje podstawową metodą diagnostyczną stosowaną w planowaniu leczenia, coraz częściej stosuje się nowe metody obrazowania: rezonans magnetyczny i pozytronową tomografię emisyjną. Przewagą badania rezonansu magnetycznego nad innymi metodami diagnostycznymi jest doskonała zdolność obrazowania tkanek miękkich (mięśnie, więzadła, ścięgna, nerwy) z dokładnością zbliżoną do atlasów anatomicznych i zmian w ich obrębie (również naczyń krwionośnych), przy jednocześnie zachowanym obrazie struktur kostnych. Korzyści wynikające z stosowania dodatkowych metod obrazowania jest bardzo dużo. Najważniejszą z nich jest polepszenie jakości wizualizacji w planowaniu leczenia.

EN

The main purpose of radiotherapy is to cure patent and to improve his quality of live. To achieve this aim precise definition of shape of the tumor and healthy tissues during treatment planning process is significant. Accurate location of structures, used in treatment planning, is also very important feature. Despite the fact that CT scanning is the primary imaging method used in radiotherapy treatment planning, other imaging modalities such as MRI and PET are increasingly used. Advantage of MRI over other diagnostic methods is excellent for soft tissue imaging capability (e.g. muscles, ligament, tendon, nerves), with an accuracy similar to the anatomical atlases, and changes within them (even blood vessels) preserving the image of bone structures at the same time. There are a lot of benefits of using additional imaging methods, but most important is to improve the visualization process in radiotherapy treatment planning.

4

Zastosowanie tomografu komputerowego w planowaniu rozkładu dawki w radioterapii

88%

Hawrylewicz L. , Dolla Ł. , Garbacik S. , Osewski W. , Ślosarek K.

|

2014

|

tom Vol. 3, nr 3

123--128

PL

Tomografia komputerowa jest powszechnie stosowana we współczesnej medycynie. Obrazowanie dwu- i trójwymiarowe oraz informacje o gęstości badanych tkanek sprawiają, że metoda ta jest przydatnym narzędziem w planowaniu rozkładu dawki w radioterapii. Tomografy komputerowe dedykowane do takich celów są wyposażone w dodatkowe opcje sprzętowe i programowe. Umożliwiają przeprowadzenie badania pacjenta w pozycji terapeutycznej o zakresie badania rzędu 190 cm. Średnica tunelu tomografu nie może być mniejsza niż 80 cm, a nośność stołu przynajmniej 200 kg. Zastosowanie dodatkowego systemu laserów umożliwia wykonanie wirtualnej symulacji, a system bramkowania oddechowego pozwala napromieniać chorego w korelacji z cyklem oddechowym. Tomografy komputerowe dedykowane do planowania leczenia muszą dysponować dodatkowym oprogramowaniem, np. redukującym artefakty związane z obecnością materiałów o dużej gęstości w obszarze badanym. W pracy omówiono także różnice pomiędzy urządzeniami diagnostycznymi i przeznaczonymi do kalkulacji dawki.

EN

One of the key elements of the success of treatment using ionizing radiation is to define the volu me occupied by the tumor cells. No precise designation of such an area causes the radiation dose will be deposited in the place where there are no cells. As a result of this topographical error well record the failure of therapy with a high degree of probability. Therefore, a clear definition of the volu me to be treated is a key element in radiotherapy treatment planning. For this purpose, now routinely used for CT examination. To perform treatment planning in a way that takes into account the effects mentioned above the appropriate software is required to use and to define of data links between different diagnostic and therapeutic devices.

5

Techniki napromieniania w radioterapii : radiochirurgia

88%

Ślosarek K. , Grządziel A. , Kopczyńska J. , Bekman B. , Osewski W.

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2015

|

tom Vol. 4, nr 4

229--236

PL

W artykule przedstawiono przegląd techniczno-fizycznych aspektów realizacji radioterapii stereotaktycznej. Istotną częścią procesu napromieniania jest stabilizacja położenia pacjenta w czasie seansu terapeutycznego. W przypadku podania kilku frakcji promieniowania o dużych dawkach frakcyjnych konieczne jest zastosowanie systemów stabilizacji o większej precyzji niż w przypadku klasycznego, frakcjonowanego napromieniania. Proces przygotowania chorego do radioterapii stereotaktycznej, podobnie jak proces unieruchomienia chorego oraz jego ułożenia na stole aparatu terapeutycznego, musi być szczególnie precyzyjny. Badania obrazowe dedykowane do planowania leczenia, takie jak: tomografia komputerowa, rezonans magnetyczny, pozytonowa tomografia komputerowa oraz fuzja obrazów są podstawą, na bazie której definiuje się objętości tarczowe oraz struktury krytyczne. Obliczanie rozkładu dawki z zastosowaniem różnych systemów planowania leczenia dedykowanych do różnych aparatów terapeutycznych powoduje, że definiowane dawki terapeutyczne nie są identyczne. W artykule przedstawiono sposób przygotowania chorego do radioterapii stereotaktycznej, sposoby planowania dawki oraz możliwości realizacji napromieniania i weryfikacji leczenia. Rozwój radiochirurgii związany jest z nowymi możliwościami współczesnych aparatów terapeutycznych, bardziej precyzyjnymi metodami stabilizacji pacjenta, nowymi algorytmami obliczeniowymi oraz technikami obrazowania, zarówno dedykowanymi diagnostyce, jak i weryfikacji ułożenia pacjenta w trakcie realizacji terapii.

EN

The article shows technical and physical aspects of stereotactic radiotherapy realization. Patient stabilization is very significant part of radiotherapy process. In case of delivering few high dose fractions it is necessary to use stabilization systems with higher precision, then used in classically fractionated radiotherapy. Patient preparation process for stereotactic radiotherapy, patient stabilization and it’s setup on treatment couch have to be extremely precise. Imaging examinations, dedicated for treatment planning purpose, such as computed tomography, magnetic resonance imaging, positron emission tomography and image fusion are the basis for target volume and organs at risk definition. Dose distribution calculations, using different treatment planning systems dedicated for different treatment machines, causes that defined therapeutic doses are not identical. This article shows the way of patient preparation for stereotactic radiotherapy, dose planning methods, treatment realization possibilities and it’s verification. Radiosurgery development is possible due to new capabilities of modern treatment machines, more precise patient stabilization methods, modern calculation algorithms and new imaging techniques, dedicated not only for diagnostic purpose, but also for patient setup verification during treatment realization.

6

Wirtualna symulacja : nowy element procesu planowania radioterapii

88%

Dolla Ł. , Osewski W. , Hawrylewicz L. , Garbaciok S. , Ślosarek K.

|

tom Vol. 3, nr 4

169--174

PL

Procesy związane z przygotowaniem pacjenta do radioterapii są bardzo czasochłonne i wymagają zachowania precyzji ułożenia chorego na każdym etapie przygotowania i realizacji terapii. Jednym z etapów jest symulacja warunków napromieniania, procedura sprawdzenia geometrii zaplanowanychwiązek promieniowania w stosunku do położenia struktur anatomicznych pacjenta. Jest ona wykonywana na dedykowanych do tego urządzeniach zwanych symulatorami rentgenowskimi. Od połowy lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku coraz częściej symulacja warunków napromieniania realizowana jest w czasie wykonywania badania tomografii komputerowej, będącej podstawą planowania rozkładu dawki w radioterapii. W tym celu wykorzystuje się dedykowane tomografy komputerowe wyposażone w odpowiednie oprogramowanie i doposażone w dodatkowy system laserów. Nowa procedura nazwana została wirtualną symulacją. Zastosowanie jej w praktyce klinicznej znacznie skraca proces przygotowania pacjenta do leczenia oraz zwiększa precyzję związaną z weryfikacją warunków leczenia pacjenta.

EN

The processes associated with the preparation of the patient for radiotherapy are time consuming and require a precise alignment of patient position at every stage of the treatment preparation and its realization. One of the steps is to simulate the irradiation conditions. It is performed in order to check the set-up of the planned radiation beam relative to the position of patient anatomical structures. For this purpose dedicated devices, called X-ray simulators are used. Since the mid-nineties of the last century, more and more simulations of the irradiation conditions are performed during computed tomography, which is the basis for dose distribution planning in radiation therapy. For this purpose dedicated CT scanners, equippedwith the appropriate software and upgradedwith additional systemof lasers, are used. This new procedure is called a virtual simulation. Its usage in clinical practice shortens the process of preparing the patient for treatment and increases the precision associated with the verification of the patient’s treatment conditions.

7

Zastosowanie techniki VMAT z bramkowaniem oddechowym w radiochirurgii stereotaktycznej

88%

Ślosarek K. , Dolata Ł. , Kulik R. , Leszczyński W. , Osewski W.

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2016

|

tom Vol. 5, nr 4

191--197

PL

Radiochirurgia to sposób frakcjonowania dawki w radioterapii, polegający na podaniu kilku dużych dawek frakcyjnych w małej objętości. Jej realizację umożliwiają zaawansowane techniki dynamiczne. Jedną z nich jest technika, w której zastosowane są wiązki o zmiennym kształcie przy jednoczesnym obrocie głowicy akceleratora oraz zmiennej mocy dawki. Technikę tę określamy jako technikę obrotową z modulacją intensywności dawki VMAT (Volumetric Modulated Arc Therapy). Zmiany nowotworowe położone w strukturach anatomicznych zmieniających swoje położenie na skutek oddychania wymagają zastosowania techniki bramkowania oddechowego w celu zmniejszenia dawki w tkankach zdrowych otaczających guz nowotworowy. Bramkowanie oddechowe to technika, która polega na wyłączeniu ekspozycji promieniowania, kiedy guz nowotworowy znajduje się, wskutek oddychania pacjenta, poza wiązką promieniowania. Połączenie wyżej opisanych technik napromieniania z frakcjonowaniem radiochirurgicznym pozwala optymalnie wykorzystać oprogramowanie do obliczania rozkładu dawki, możliwości techniczne akceleratorów biomedycznych oraz radiobiologię w celu zwiększenia prawdopodobieństwa miejscowego wyleczenia. Jednak powiązanie technik napromieniania ze zmianą sposobu frakcjonowania dawki nie wystarczy, aby zastosować te metody w praktyce klinicznej. Czynnikiem niezbędnym jest obrazowe zweryfikowanie pozycji terapeutycznej pacjenta oraz dozymetryczne sprawdzenie poprawności obliczonego rozkładu dawki. Technika radiochirurgiczna z wykorzystaniem bramkowania oddechowego i VMAT omówiona zostanie na przykładzie pacjenta, który otrzymał dwa niezależne kursy radioterapii w odstępie ośmiu miesięcy. W celu zweryfikowania dawki całkowitej otrzymanej przez pacjenta zastosowano oprogramowanie do deformacji obrazu tomografii komputerowej, obrysów struktur oraz rozkładów dawki.

EN

Radiosurgery is the way of the dose fractionation were few high doses are delivered in small volume. It’s realization is possible due to dynamic techniques. One of such a technique is VMAT (Volumetric Modulated Arc Therapy) technique where the beams with variable shape are used together with accelerator gantry rotation and dose rate modulation. If cancerous lesions are located in anatomical structures, which one could change its position by patient breathing, then it is required to use respiratory gating system to reduce delivered dose to normal tissues surrounding the tumor. Respiratory gating system turns off the radiation when the tumor is outside the radiation beam due to patient breathing. The combination of respiratory gated VMAT technique with radiosurgery allows optimum use of the dose distribution calculating system, technical capabilities of biomedical accelerators and radiobiology in order to increase the probability of a local cure. However, the combination of irradiation techniques with the changes in the dose fractionation is not enough to apply these method in clinical practice. The image guided radiation therapy is the necessary factor to verify patient treatment position. Additionally dosimetry verification of the calculated dose distribution have to be done. The respiratory gated VMAT technique will be discussed on the example of a patient who received two independent radiotherapy courses (with eight months break between). To verify the total dose, received by the patient, the dedicated software was used to perform deformation of the computed tomography volume, structures outlines and dose distributions.