Page 10 - IFM_201403 całość 300 dpi

vol. 3 3/2014 Inżynier i Fizyk Medyczny

124

radioterapia

\

radiotherapy

artykuł naukowy

\

scientific paper

terapeutyczna. Nieprecyzyjne zdefiniowanie tego obszaru po-

woduje, że dawka jest zaplanowana i zdeponowana w miejscu,

gdzie tych komórek na pewno nie ma. Może to doprowadzić do

sytuacji, w której uszkadza się zdrowe komórki, pomijając nowo-

tworowe. W wyniku błędu topograficznego, pomimo że wszyst-

kie elementy kontroli rozkładu dawki będą wskazywały na jej

rozkład zgodny z intencjami terapeutycznymi, z dużą dozą praw-

dopodobieństwa odnotujemy niepowodzenie prowadzonej te-

rapii. Dlatego jednoznaczne zdefiniowanie objętości poddanej

terapii jest podstawowym elementem planowania leczenia w ra-

dioterapii. W tym celu rutynowo stosuje się badania obrazowe

realizowane metodą tomografii komputerowej TK (

CT – Com-

puted Tomography

), która

jest podstawą planowania

rozkładu dawki w radiotera-

pii. Badania wspierające ob-

razowanie TK to najczęściej

rezonans magnetyczny oraz

tomografia

pozytronowa.

Dzięki coraz łatwiejszemu

dostępowi do tego typu ba-

dań pojawiły się wcześniej

pomijane problemy w pla-

nowaniu rozkładu dawki, np.

ruchomość oddechowa czy

korekcja w oparciu o obra-

zowanie funkcjonalne – ba-

danie PET (

Positron Emission

Tomography

). Aby przepro-

wadzić planowanie leczenia

w sposób uwzględniający

ww. efekty, wymagane jest

zastosowanie odpowiedniego oprogramowania oraz zdefinio-

wanie i wykorzystanie połączeń informatycznych pomiędzy róż-

nymi urządzeniami diagnostycznymi i terapeutycznymi.

Obrazowe badania diagnostyczne

Obrazy medyczne uzyskane za pomocą tomografii kompute-

rowej, prezentowane w dowolnej płaszczyźnie, są rekonstru-

owane z danych dotyczących osłabienia promieniowania po

przejściu przez obiekt badany, ponieważ stopień osłabienia pro-

mieniowania rentgenowskiego zależy od gęstości tkanek, przez

które przechodzi promieniowanie. Na ekranie monitora obraz

przedstawiony jest w odcieniach szarości, wyrażony w jednost-

kach Hounsfielda (

HU – Hounsfield Units

), które związane są z gę-

stością tkanek (1).

która jest podstawą planowania rozkładu dawki w radioterapii. Badania wspierające

obrazowanie TK to najczęściej rezonans magnetyczny oraz tomografia pozytronowa. Dzięki

coraz łatwiejszemu dostępowi do tego typu badań pojawiły się wcześniej pomijane problemy

w planowaniu rozkładu dawki, np. ruchomość oddechowa czy korekcja w oparciu o

obrazowanie funkcjonalne – badanie PET (

Positron Emission Tomography

). Aby

przeprowadzić planowanie leczenia w sposób uwzględniający ww. efekty, wymagane jest

zastosowanie odpowiedniego oprogramowania oraz zdefiniowanie i wykorzystanie połączeń

informatycznych pomiędzy różnymi urządzeniami diagnostycznymi i terapeutycznymi.

Obrazowe badania diagnostyczne

Obrazy medyczne uzyskane za pomocą tomografii komputerowej, prezentowane w dowolnej

płaszczyźnie, są rekonstruowane z danych dotyczących osłabienia promieniowania po

przejściu przez obiekt badany, ponieważ stopień osłabienia promieniowania rentgenowskiego

zależy od gęstości tkanek, przez które przechodzi promieniowanie. Na ekranie monitora obraz

przedstawiony jest w odcieniach szarości, wyrażony w jednostkach Hounsfielda (

HU –

Hounsfield Units

), które związane są z gęstością tkanek (1).

w

w p

K HU





 

(1)

gdzie:

K

– stała wzmocnienia obrazu – stała zależna od systemu tomografu, indywidualna dla

tomografu;

µ

p

– masowy współczynnik pochłaniania badanego obiektu;

µ

w

– masowy

współczynnik pochłaniania wody – wartość odniesienia. Należy pamiętać, że współczynniki

pochłaniania zależne są od energii pr mieniowania.

Stała

K

pierwszego tomografu (EMI

scanner

) wynosiła 500 [1-3], a zakres

(1)

gdzie:

K

– stała wzmocnienia obrazu – stała zależna od sys-

temu tomografu, indywidualna dla tomografu;

µ

p

– masowy

współczynnik pochłaniania badanego obiektu;

µ

w

– masowy

współczynnik pochłaniania wody – wartość odniesienia. Należy

pamiętać, że współczynniki pochłaniania zależne są od energii

promieniowania.

Stała

K

pierwszego tomografu (EMI

scanner

) wynosiła 500

[1-3], a zakres rejestrowanych liczb

HU

od -500 (dla powietrza)

do +500 (dla kości). Współczesne tomografy charakteryzują się

stałą

K

większą od 1000, a zakres skali

HU

wynosi od -1000 do

+4000.

Na rysunku 1 przedstawiono typową zależność

HU

od gęsto-

ści tkanek, która musi być zmierzona dla każdego aparatu TK

i wprowadzona do systemu planowania leczenia (

TPS –Treat-

ment Planning System

), w którym wyliczane są rozkłady dawek

z uwzględnieniem gęstości tkanek. Poprawna korelacja gęstości

z

HU

jest istotnym czynnikiem wpływającym na precyzję kalku-

lacji dawki.

Obecnie w medycynie wykorzystywana jest czwarta genera-

cja tomografów, w której zamiast rzędu detektorów poruszają-

cych się w ślad za lampą (generacja trzecia) zastosowano pier-

ścień detektorów składający się nawet z kilkudziesięciu tysięcy

detektorów umieszczonych w kilkudziesięciu rzędach. Ruchoma

jest tylko lampa rentgenowska. Dzięki tak dużej liczbie detek-

torów współczesna tomografia wykonuje nawet kilka milionów

projekcji w trakcie jednego badania. W konsekwencji znacznie

wzrasta rozdzielczość otrzymanego obrazowania, a dzięki za-

stosowaniu wielu rzędów detektorów czas wykonania badania

może trwać nawet poniżej 1 sekundy. Najczęściej stosowane

tomografy komputerowe posiadają od 16 do 256 rzędów detek-

torów przekazujących sygnał do komputera, który generuje ob-

raz na matrycy o rozdzielczości 512 x 512 pikseli. Rozdzielczość

zarchiwizowanego obrazu może być większa, np. 1280 x 1024

piksele.

Rys. 1

Krzywa kalibracji tomografu komputerowego wprowadzona do systemu planowania leczen a koreluje gęstość z HU. Jest

ona zmierzona w ściśle określonych warunkach napięcia i natężenia prądu lampy RTG.

Źródło: ZPRiB, CO-IMSC, Gliwice.