Page 65 - IFM 2 2013 - calosc - www
Basic HTML Version
Inżynier i Fizyk Medyczny 2/2013 vol. 2
artykuł
/
article
radioterapia
/
radiotherapy
113
Laserowe systemy Sentinel
do weryfikacji geometrii pacjenta
w radioterapii
Andrzej Dąbrowski
Zakład Fizyki Medycznej, Świętokrzyskie Centrum Onkologii, ul. Artwińskiego 3, 25-734 Kielce, tel. +48 413 67 42 63, e-mail:
W ostatnich latach nastąpił niezwykle dynamiczny rozwój radioterapii, między in-
nymi dzięki postępowi w technikach obrazowania. Wprowadzono trójwymiarowe
techniki konformalne i technologie z modulacją intensywności wiązek promienio-
wania. Inną formą nowoczesnej radioterapii jest radiochirurgia. We wszystkich
wymienionych technikach kluczowym dla osiągnięcia zamierzonego celu jest
zapewnienie bardzo wysokiej precyzji w realizacji napromieniania. Wzrost dawki
otrzymywanej przez objętość tarczową, przy jednoczesnym coraz lepszym dopa-
sowywaniu rozkładu dawki do objętości, wymaga zastosowania odpowiednich
technik kontroli zgodności podawanej dawki z zaplanowaną. Jednym z aspektów
takiej kontroli jest weryfikacja geometrii napromieniania, czyli sprawdzenie, czy
realizowana geometria napromieniania jest zgodna z zaplanowaną [1, 2].
W codziennej radioterapii odtworzenie zaplanowa-
nej pozycji pacjenta jest osiągane za pomocą cen-
tratorów laserowych, poprzez uzyskanie zgodności
pomiędzy laserami i znacznikami – tatuażami na
skórze pacjenta. Po uzyskaniu wstępnej zgodności,
geometria napromieniania pacjenta jest weryfiko-
wana za pomocą zdjęć portalowych lub tomogra-
ficznych CBCT (
Cone Beam Computer Tomography
)
[3, 4]. W tym celu porównywane są obrazy uzyska-
ne w czasie napromieniania z obrazami referencyj-
nymi reprezentującymi zaplanowaną geometrię.
Działania te są podejmowane bezpośrednio przed
rozpoczęciem napromieniania. Istnieje obawa, że
w trakcie ekspozycji pacjent zmieni położenie. Dla-
tego, o ile jest to możliwe, należy monitorować uło-
żenie pacjenta, aby przeciwdziałać ewentualnym
znaczącym zmianom w ułożeniu pacjenta w czasie
napromieniania. Tradycyjnie jest to realizowanie
przez umieszczeniewbunkrach kamer połączonych
zmonitoramiwsterowni.Niestetytakierozwiązania
techniczne umożliwiają zanotowanie jedynie zna-
czących ruchów pacjenta podczas napromieniania.
Niewielkie ruchy nie mogą być wykryte za pomocą
tej metody. Alternatywnym sposobem (który może
być uzupełniającym w stosunku do poprzednich
sposobów), niewymagającym dodatkowej ekspo-
zycji napromieniowania, jest systemoptyczny, który
rekonstruuje trójwymiarowy model zewnętrznej
powierzchni ciała pacjenta. Weryfikacja geometrii
ułożenia pacjenta odbywa się poprzez porównanie
powierzchni ciała pacjenta wykonanej podczas na-
promieniania z odpowiednią powierzchnią referen-
cyjną, co pozwala monitorować na bieżąco ułożenie
pacjenta podczas napromieniania. System ten zain-
stalowanowŚwiętokrzyskimCentrumOnkologii [5].
Producentem systemu o nazwie Sentinel jest
szwedzka firma C-Rad [6]. Sentinel składa się z jed-
nostki skanującej (skanera) stosującej wiązkę lase-
rową oraz detektor (kamerę) światła odbitego od
ciała pacjenta (Fot. 1). Jednostka skanująca jest za-
mocowana naprzeciwko aparatu terapeutycznego.
W czasie akwizycji sygnału wiązka laserowa przemia-
ta powierzchnię ciała pacjenta. Odbity sygnał jest re-
jestrowany przez kamerę i następnie rekonstruowa-
ny. Zmierzony sygnał jest analizowany za pomocą
specjalistycznego oprogramowania umożliwiające-
go rekonstrukcję powierzchni zewnętrznej pacjen-
ta. Jako wynik uzyskuje się 6-parametrową macierz
przekształcenia afinicznego obiektu referencyjnego
w obiekt zrekonstruowany (trójwymiarowy wektor
translacji i 3 kąty określające obrót obiektu) (Fot. 2).
Istnieją dwie reprezentacje referencyjnej
powierzchni ciała. System C-RAD Sentinel
umożliwia importowanie obrazów tomografii
komputerowej
zapisanych
w formacie DICOM. Obrazy
tomograficzne są wykorzysty-
wane do planowania leczenia.
W trakcie przygotowania in-
formacji obrazowej do plano-
wania leczenia tworzony jest
zwykle kontur zewnętrzny pa-
cjenta zapisywany w formacie
DICOM RT. Jest to pierwszy
sposób uzyskiwania obrazu re-
ferencyjnego. Drugie rozwią-
zanie polega na tworzeniu ob-
razu referencyjnego „
live
”. Po
ułożeniu pacjenta na stole te-
rapeutycznym w pozycji tera-
peutycznej wykonywane jest
badanie Cone-beam CT, na-
stępnie stół jest przesuwany
o uzyskaną wartość przesunię-
cia. W kolejnym etapie system
Sentinel skanuje powierzchnię
pacjenta i na tej podstawie
rekonstruuje
powierzchnię,
która w następnych frakcjach
będzie traktowana jako po-
wierzchnia referencyjna.
Fot.1
JednostkaskanującasystemuSentinel
