Inżynier i Fizyk Medyczny 4/2016 vol. 5
203
radioterapia
/
radiotherapy
artykuł naukowy
/
scientific paper
Optymalizacja systemu XVI
dla protokołów klinicznych
System optimization XVI for clinical protocols
Dominika Oborska-Kumaszyńska, Douglas Northover
MPCE Department, The Royal Wolverhampton NHS Trust, Wolverhampton, United Kingdom, e-mail:
otrzymano / received:
04.08.2016
poprawiono / corrected:
18.08.2016
zaakceptowano / accepted:
25.08.2016
Streszczenie
W
prowadzenie radioterapii IGRT utorowało dro-
gę do implementacji technik, które umożli-
wiają zwiększanie dawki i hypofrakcjonowanie, przy
utrzymaniu wymaganego reżimu dawek dla tkanek/
organów zdrowych. Idea oraz wymagania technik
radioterapii IGRT zdeterminowały rozwój i zasto-
sowanie do użytku klinicznego obrazowania wolu-
metrycznego 3D i 4D. W rozwiązaniu technicznym
spowodowało to, że systemy obrazowania zostały
„dołączone” do systemów radioterapeutycznych.
System obrazowania XVI (X
-ray volume imaging
) po-
zwala na rekonstrukcję anatomii pacjenta w obsza-
rze terapeutycznym w projekcji 2D oraz obrazowa-
niu 3D, a w ostatniej wersji także 4D. Uzyskane z XVI
rekonstrukcje pozwalają na weryfikację i/lub korek-
cję pozycji pacjenta przed rozpoczęciem leczenia.
Akwizycja i prezentacja obrazów powinna odbywać
się w jak najbardziej optymalnych warunkach, za-
równo z punktu widzenia parametrów technicznych
systemu (mA, ms, kV, moc dawki, liczba ramek na
projekcje), algorytmów rekonstrukcji i obróbki ob-
razów (algorytm, siatka rekonstrukcji, korekcja ze
względu na rozproszenie, filtry rekonstrukcyjne),
kalibracji systemu (
gains, bad pixel, flexmap
), jak i wa-
runków oceny obrazów (kalibracja/parametry moni-
tora, oświetlenie pomieszczenia). Prawie wszystkie
z tych parametrówmogą być zarządzane przez użyt-
kownika systemu w celu zoptymalizowania jakości
uzyskiwanych obrazów. Niniejszy artykuł przedsta-
wia metodologię uzyskania jak najlepszej jakości ob-
razów 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 geome-
tryczne pacjenta. Zebrany materiał pokazuje, jak
zmieniając podstawowe parametry systemu XVI,
można regulować procesem obrazowania, tak aby
spełniał on kryteria jakościowe, wymagane dla za-
stosowania przy zachowaniu najniższego możliwie
narażenia na promieniowanie jonizujące. Takie po-
dejście pozwala na otrzymywanie obrazów, które
są wiarygodnym nośnikiem informacji o anatomii
pacjenta, jego ułożeniu i wymaganych korekcjach.
Słowa kluczowe:
CBCT, optymalizacja obrazowa-
nia, radioterapia
Abstract
T
he 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 nor-
mal 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 re-
construction of patient anatomy in a therapeutic
area (2D planar and 3D volumetric imaging), and
the latest version of the 4D imaging. The recon-
structions 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 meth-
odology 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 resolu-
tion, 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 pos-
sible 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.
Key words:
CBCT, optimisation of medical imaging,
radiotherapy
