Inżynier i Fizyk Medyczny 6/2017 vol. 6
357
wydarzenia
/
events
wiane systemom obrazowania, ich powszechne stosowanie do
weryfikacji obrazowej w teleradioterapii IGRT (
Image
Guided
Ra-
diotherapy
) oraz do regularnej kontroli akceleratora QA (
Quality
Assurance
) narzuca konieczność sprawdzania ich jakości. W celu
zapewnienia precyzji napromieniania, odpowiedniego działania
oraz bezpieczeństwa pacjentów istotne jest rutynowe monito-
rowanie stabilności pracy detektorów EPID. Ilość parametrów,
które należy sprawdzić w systemach obrazowania powoduje, że
coraz popularniejsze stają się wszelkiego rodzaju automaty po-
zwalające sprawniej wykonać analizę obrazów i obliczenia [1-2].
Założenia i cel pracy
Celem pracy jest sprawdzenie dokładności i powtarzalności
automatycznej analizy obrazów na przykładzie programu ARTI-
SCAN oraz porównanie wyników między akceleratorami.
Materiały i metodyka
W okresie od kwietnia 2015 r. do lutego 2017 r. przeprowadzono
pomiary detektorów EPID na akceleratorach liniowych Elekta
Synergy. Przyspieszacze Elekta Synergy wyposażone są w dwa
rodzaje systemów obrazowania: iView GT (system megawol-
towy MV) oraz XVI (system kilowoltowy kV). Na trzech akcele-
ratorach sprawdzano system obrazowania megawoltowego
z wykorzystaniem fantomu EPID QC, a na dwóch dodatkowo
system obrazowania kilowoltowego z wykorzystaniem fanto-
mów TOR 18FG dla projekcji 2D oraz CATPHAN 503 dla projekcji
i rekonstrukcji 3D. Podczas przeprowadzania pomiarów fantomy
kolejno ustawiano na blacie stołu terapeutycznego w odległo-
ści izocentrycznej tak, aby znaczniki na fantomach pokrywały
się z laserami. W przypadku fantomu CATPHAN 503 wykonano
CBCT dla najczęściej używanego klinicznie protokołu. Dla po-
szczególnych fantomów zebrano serie obrazów, w których pa-
rametry oraz kolejność akwizycji zostały ściśle określone przez
producenta oprogramowania [3-6].
Analizę uzyskanych obrazów prowadzono w programie ARTI-
SCAN służącym do automatycznego obliczania i oceny parame-
trów obrazu.
Na rysunku 1 przedstawiono przykładowy protokół kontroli
dla fantomu EPID QC.
Prezentowane są wykonywane testy wraz z liczbą potrzeb-
nych i przypisanych obrazów do danej kontroli. Program
podczas analizy automatycznie przyporządkowuje obraz do
określonego testu, wykonuje obliczenia dla zdefiniowanych ob-
szarów zainteresowania ROI (z
Region of Interest
) na danym ob-
razie. Przeprowadzono dedykowane do poszczególnych fanto-
mów testy zaimplementowane w programie [7-8]. Na podstawie
uzyskanych danych przeanalizowano wybrane testy, wykonano
ocenę powtarzalności testów, porównanie wyników pomiędzy
akceleratorami i analizę statystyczną. Niepewność pomiaru wy-
znaczono z odchylenia standardowego średniej, uwzględniając
współczynnik rozkładu t-Studenta ze względu na małą ilość po-
miarów oraz wykonano testy statystycznej istotności różnic na
poziomie istotności α = 0,05 [9-10].
Wyniki
W artykule zaprezentowano rezultaty jedynie kilku wybranych
testów. Na wykresie 1 przedstawiono porównanie wyników kon-
troli jednorodności obrazu dla fantomu EPID QC między trzema
akceleratorami E1, E2 i E3.
Dodatkowo rysunek 5 pokazuje przykładowo otrzymany ob-
raz z kontroli jednorodności EPID QC.
Natomiast wykres 2 oraz wykres 3 prezentują porównanie wy-
ników kontroli rozdzielczości niskokontrastowej obrazu również
dla fantomu EPID QC.
Testy, dla których nie zaobserwowano
istotnej statystycznie różnicy między akcele-
ratorami, to:
•
dla EPID QC: jednorodność, liniowość
przestrzenna, dokładność odległości,
zniekształcenie obrazu, poprzeczny roz-
kład sygnału;
•
dla TOR 18FG: jasność-kontrast, znie-
kształcenie geometryczne, rozdziel-
czość niskokontrastowa;
•
dla CATPHAN 503: jednorodność, znie-
kształcenie geometryczne, kontrast,
rozdzielczość wysokokontrastowa.
Istotne różnice statystyczne zauważono
w testach:
•
dla EPID QC: liniowość sygnału, roz-
dzielczość niskokontrastowa, rozdziel-
czość wysokokontrastowa;
•
dla TOR 18FG: rozdzielczość przestrzenna.
Przykład sprawdzenia dokładności i po-
wtarzalności automatycznej analizy obrazów
został przedstawiony na rysunku 2, gdzie wy-
raźnie zauważono niedopasowanie ROI-ów
do struktur na obrazie z fantomu EPID QC dla
rozdzielczości niskokontrastowej. Również
podobna zależność pojawia się na obrazie
z fantomu TOR 18FG dla rozdzielczości nisko-
kontrastowej prezentowanej na rysunku 3.
W przypadku fantomu CATPHAN 503 te-
sty typowo tomograficzne: pozycja warstwy,
grubość warstwy, przyrost warstwy, roz-
dzielczość przestrzenna są obliczane z nie-
Rys. 1
Przykładowy protokół kontroli dla
fantomu EPID QC w programie ARTISCAN
z wyszczególnionymi badanymi parame-
trami
Wykres 1
Porównanie wyników kontroli jednorodności obrazu dla fantomu EPID QC między
trzema akceleratorami: E1, E2 i E3
Rys. 5
Przykład automatycznego dopasowania ROI-ów na obrazach fantomu EPID QC dla pa-
rametru jednorodność. Zaznaczono numery ROI-ów od 0 do 5 (A) oraz widoczną segmentację
obrazu przed interwencją serwisu (B).
dokładnie zlokalizowanych ROI-ów ze względu na jakość obrazu.
Rysunek 4 przedstawia porównanie obrazów otrzymanych z pa-
nela EPID oraz tomografii komputerowej.
