49
Podstawy planowania leczenia w radioterapii Część I: Tworzenie wirtualnego pacjenta Tomasz Piotrowski 1,2 1 Zakład Elektroradiologii, Wydz Nauk o Zdrowiu, Akademia Medyczna, Poznań 2 Zakład Fizyki Medycznej, Wielkopolskie Centrum Onkologii, Poznań

W1_PLRT: Od tomografu do somy

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Pierwszy wykład z cyklu "Wstęp do planowania leczenia w teleradioterapii". Informacje podstawowe.

Citation preview

Page 1: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Podstawy planowania leczenia w radioterapii

Część I: Tworzenie wirtualnego pacjenta

Tomasz Piotrowski1,2

1 Zakład Elektroradiologii, Wydz Nauk o Zdrowiu, Akademia Medyczna, Poznań 2 Zakład Fizyki Medycznej, Wielkopolskie Centrum Onkologii, Poznań

Page 2: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Radioterapia (Teleterapia)

1. Napromienianie zewnętrznymi źródłami promieniowania jonizującego (akceleratory medyczne, bomby kobaltowe, …). 2. W zależności od zaawansowania choroby oraz stanu ogólnego pacjenta radioterapię dzieli się na radykalną oraz paliatywną.

Radioterapia paliatywna Cel: zmniejszenie bólu i polepszenie czynności życiowych pacjenta. Zastosowanie: bardzo zaawansowane procesy chorobowe np. napromienianie przerzutów do kości lub narządów wewnętrznych.

Radioterapia radykalna Cel: wyleczenie pacjenta Zastosowanie: mniejszy stopień zaawansowania choroby (bez przerzutów odległych). Podział: konformalna, nie konformalna.

Page 3: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Radioterapia radykalna Terapia konformalna

Zastosowanie: pacjenci, dla których konieczne jest wykorzystanie dodatkowych akcesoriów modyfikujących rozkład dawki w celu jej jednorodnego rozkładu w obszarach: 1. Napromienianej zmiany nowotworowej. (obszary napromieniania: PTV, CTV, GTV) 2. Ochrony narządów i struktur zdrowych znajdujących się w pobliżu guza. (narządy krytyczne, OAR – organ at risk)

Warunki konieczne (dodatkowe): 1. Wykonanie przekrojów poprzecznych pacjenta (skanów) na tomografie komputerowym (konieczność), MR (opcja), PET (opcja). 2. Wizualizacja obszaru napromieniania i narządów krytycznych oraz umożliwienie opracowania planu leczenia na komputerowych systemach planowania leczenia (TPS - treatment planning system)

Przykłady radioterapii konformalnej (koplanarnej i niekoplanarnarnej): 3DCRT, IMRT, IGRT, Cone Beam (adaptative) radiotherapy, radioterapia stereotaktyczna

Page 4: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Radioterapia radykalna Terapia nie konformalna

Zastosowanie: nieskomplikowane lokalizacje zmiany nowotworowej, dla których proces przygotowania do radioterapii nie wymaga dużej ilości skanów (dokładna wizualizacja obszaru napromieniania i OAR) na TPS i opiera się głównie na wyznaczeniu pól terapeutycznych przez lekarza na symulatorze RTG.

We wszystkich przypadkach radioterapii radykalnej konieczne jest precyzyjne unieruchomienie pacjenta w celu zapewnienia jak największej odtwarzalności leczenia. Przykłady akcesoriów unieruchamiających:

Page 5: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Etapy przygotowania do RT radykalnej

Gabinet lekarski

Pracownia TK + MRI / PET

Symulator RTG

Pracownia planowania leczenia

Aparat terapeutyczny

PACJENT

Pracownia modelarni

Pracownia modelarni

Page 6: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Gabinet lekarski 1. Kwalifikacja pacjenta

2. Wybór metody leczenia (radykalna, nieradykalna) uwarunkowany lokalizacją oraz rodzajem nowotworu. Podstawowe lokalizacje zmiany nowotworowej: a/ obszar mózgowia, b/ obszar głowy i szyi, c/ płuca, d/ klatka piersiowa, e/ miednica mniejsza, f/ inne.

3. Opracowanie strategii terapeutycznej: a/ sposób unieruchomienia, b/ decyzje dotyczące sposobu frakcjonowania dawki, geometrii napromieniania oraz przebiegu leczenia (wybrane schematy frakcjonowania, geometria napromieniania, metody dystrybucji dawki: Część II wykładu)

W radioterapii obowiązuje zasada wyboru takiego sposobu frakcjonacji dawki promieniowania, który stwarza dla indywidualnego chorego największą szansę miejscowego wyleczenia guza nowotworowego i równocześnie wiąże się z najniższym ryzykiem odczynu popromiennego tkanek zdrowych. Zarówno szansa miejscowego wyleczenia guza jak i ryzyko powikłań popromiennych są szacowane na podstawie badań klinicznych i zależą od szeregu czynników biologicznych guza i zdrowych tkanek oraz od fizycznych i technicznych parametrów frakcjonowanego napromieniania.

Page 7: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Kwantyfikacja obszaru napromieniania 1. GTV (gross tumor volume): obszar litego guza określonego w trakcie badań diagnostycznych

2. CTV (clinical target volume): obszar litego guza powiększony o objętość subklinicznego rozsiewu guza nowotworowego. Obszar subkliniczny rozsiewu: - nie można stwierdzić istnienia litego guza, - prawdopodobieństwo występowania pojedynczych komórek zmienionych nowotworowo jest bardzo wysokie.

3. PTV (planning target volume): planowany obszar napromieniania w którym należy zawrzeć: - GTV + CTV lub sam CTV w przypadku braku GTV - obszar ruchomości własnej (miomowolnej) CTV: IM (internal margin) - dodatkowy obszar uwzględniający potencjalny błąd ułożenia pacjenta na aparacie – SM (setup margin) (określanie, weryfikacja oraz dopuszczalne wartości IM, SM: Część III wykładu)

Page 8: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Narządy krytyczne 1. Podział na cztery podstawowe grupy:

a/ narządy szeregowe proste (np. rdzeń kręgowy) b/ narządy równoległe proste (np. płuca) c/ narządy o hierarchii podzespołowej - szeregowo-równoległe (np. serce) d/ struktury mieszane (np. nefron)

Page 9: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Dwie strony medalu: TCP i NTCP

1. TCP (tumor control probability) – zależność prawdopodobieństwa wyleczenia od wartości i sposobu (frakcjonowanie) podania dawki promieniowania jonizującego. Szereg modeli radiobiologicznych spośród których należy wymienić: - model oparty na rozkładzie Poissona, Munro & Gilbert [6], „podwaliny” modelu liniowo-kwadratowego opisującego zależność „dawka-odpowiedź” TCP = exp[-Noexp(-αD-βDd)]

- model logistyczny, model analityczno-matematyczny, brak prostej interpretacji radiobiologicznej TCP = exp(u)/[1+exp(u)] u=a0+a1D+a2Dd+….

2. NTCP (normal tissue complication probability) prawdopodobieństwo powikłań w tkankach zdrowych. Modele opisujące narządy: - szeregowe - równoległe

Page 10: W1_PLRT: Od tomografu do somy

1. Tomografia komputerowa (CT) podstawowa metoda wizualizacji anatomii pacjenta, wykorzystywana w procesie komputerowego planowania leczenia (TPS) w radioterapii. Podstawowy argument: ścisła zależność pomiędzy wartościami skali szarości [HU] i gęstościami (dla pikseli „czystych” skanów CT bez kontrastu) - uwzględniana w trakcie obliczeń dawek. Niedoskonałości metody: - niezadowalająca wizualizacja struktur anatomicznych o zbliżonych gęstościach (tkanki miękkie). - brak informacji o metabolizmie guza i tkanek zdrowych.

Źródło podstawowych informacji o anatomii pacjenta, wykorzystywanych w planowaniu RT

Page 11: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Źródła dodatkowych informacji o anatomii pacjenta, wykorzystywanych w planowaniu RT

1. Rezonans magnetyczny (NMR) szczegółowe informacje o anatomii tkanek miękkich poprzez pomiar sygnału NMR jąder wodoru umieszczonych w silnym polu magnetycznym, naświetlanych falą elektromagnetyczną o częstości odpowiadającej częstości precesji Larmora tych jąder.

2. Tomografie emisyjne (PET, SPECT) wizualizacja metabolizmu guza możliwa dzięki pomiarowi lokalnego wchłaniania substancji znakowanej radionuklidem (np. tlenu, glukozy, aminokwasów) poprzez detekcję produktów rozpadu promieniotwórczego (PET: β+, SPECT: γ).

3. Dodatkowe CT z kontrastem szczegółowe informacje anatomiczne dotyczące wybranych struktur (rozmiary, kształt oraz lokalizacja i orientacja przestrzenna) poprzez badanie CT ze środkiem kontrastującym ( uropolina - pęcherz, baryt - odbytnica).

Page 12: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Wyznaczenie dwuwymiarowego (2D) lub trójwymiarowego (3D) rozkładu wybranej wielkości fizycznej na podstawie serii jednowymiarowych (1D) pomiarów

1. Promieniowania X (CT) mapa współczynników osłabienia promieniowania X 2. Rezonansu magnetycznego (NMR) rozkład np. gęstości lub czasów relaksacji protonów 3. Pozytonowa tomografia emisyjna (PET) rozkład aktywności izotopu β+- promieniotwórczego 4. Emisyjna tomografia komp. pojedynczych fotonów (SPECT) rozkład aktywności izotopu γ - promieniotwórczego

Rozkłady 2D i 3D – wyznaczone na podstawie algorytmów opartych na identycznych założeniach

Idea tworzenia obrazów tomograficznych

Page 13: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Idea tworzenia obrazów tomograficznych (CT)

1. Układ pomiarowy: lampa rtg + detektor 2. Wiązka promieniowania - monoenergetyczna i skolimowana - parametry: h (grubość warstwy), w (podstawa) 3. Sekwencja pomiaru CT a. pomiar I ->przesunięcie o w (n powtórzeń) b. przesunięcie całego układu o kąt φ c. powtórzenie procedury (a)

Page 14: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Idea tworzenia obrazów tomograficznych (CT)

1. Liniowy współczynnik osłabienia µ - funkcja 2D w układzie pacjenta (x,y)

3. Układ lampa-detektor: (t,s)

t = xcosφ + ysinφ s = -xsinφ + ycosφ

4. Sekwencja pomiarowa: wykonanie n pomiarów dla różnych wartości t (krok co w) przy ustalonym kącie φ

5. Wartość natężenia I(φ, t) :

PROJEKCJA µ (transformacja Radona µ)

Page 15: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Idea tworzenia obrazów tomograficznych (CT)

Dyskretna postać funkcji ciągłych: - projekcji µ: p(φ,t) - liniowego współczynnika osłabienia: µ(x,y)

Podział obiektu na N = n x n kwadratowych elementów – pixeli. µ(x,y) stałe w obrębie pixela

wjk - współczynnik wagowy dla j-tej projekcji k-tego pixela

Metody rekonstrukcji obrazu tomograficznego: iteracyjne, wstecznej projekcji, trans. Fouriera

Page 16: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Idea fuzji obrazów tomograficznych Nałożenie dwóch obrazów tomograficznych o zbliżonych koordynatach przestrzennych przedstawiających ten sam obszar

Geometria: 2D-2D, 3D-3D, 2D-3D

Podstawowe transformacje: sztywne proste i złożone, projekcyjne, krzywoliniowe

Działanie algorytmów wykorzystywanych w procesie fuzji obrazów: manualne, automatyczne, pół-automatyczne

Anglojęzyczne określenia fuzji (nakładania) obrazów: registration, fusion, matching, merge, superimposition

CT MR

FUZJA

Transformacja przy użyciu wybranego algorytmu

Page 17: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Fuzja – metody transformacji

Klasyfikacja metod transformacji według możliwych operacji przeprowadzanych na nakładanym obrazie:

1. Sztywne proste (rigid) - przesunięcia, rotacja 2. Sztywne złożone (affine) - przesunięcia, rotacja - skalowanie, docinanie 3. Projekcyjne (projective) - przesunięcia, rotacja - skalowanie, docinanie - skalowanie perspektywiczne 4. Krzywoliniowe (curved) - krzywoliniowa deformacja pikseli obrazu nakładanego względem podstawowego

Page 18: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Fuzja – metody transformacji

Przykład – „matematyka transformacji” rigid i affine (rotacja i przesunięcie):

yi=aijxj

Parametry: yi –przed przesunięciem, xi –przed przesunięciem r – rotacja, t – przesunięcie

Page 19: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Fuzja – podstawowe algorytmy matematyczne

Klasyfikacja algorytmów matematycznych na podstawie wykorzystanej metody transformacji:

1. Transformacje sztywne (rigid, affine):

- metoda punktów odwzorowań (landmark based); - dopasowanie konturów / wybranych powierzchni (segmentation based); - dopasowanie na podstawie własności pikseli / wokseli (voxel based); - na podstawie DICOM lub manualne.

2. Transformacje krzywoliniowe (curved) i projekcyjne (projective):

- metody elastycznego dopasowania pikseli / wokseli - metody perspektywicznego zniekształcania pikseli / wokseli

wykorzystywane w radioterapii

Page 20: W1_PLRT: Od tomografu do somy

1. Określenie charakterystycznych punktów na obrazie pierwszym (podstawowym – CT) i odwzorowanie ich na obrazie drugim (nakładanym – MR, PET, CT + kontrast).

2. Lokalizacja punktów odwzorowań: - zewnętrzne (extrinsic) – markery / uchwyty unieruchamiające zlokalizowane poza ciałem pacjenta, - wewnętrzne (intrinsic) – charakterystyczne struktury anatomiczne ciała pacjenta.

3. Automatyczne dopasowanie obrazów (przesunięcie, rotacja, skalowanie) na podstawie punktów (superpozycja).

4. Automatyczne (komputerowe, na podstawie analizy numerycznej) określenie maksymalnej i średniej różnicy przesunięcia i rotacji punktów względem siebie.

5. Akceptacja lub korekcja (zmiana lokalizacji pkt) fuzji obrazów.

Fuzja (algorytmy) – punkty odwzorowań

Page 21: W1_PLRT: Od tomografu do somy
Page 22: W1_PLRT: Od tomografu do somy
Page 23: W1_PLRT: Od tomografu do somy
Page 24: W1_PLRT: Od tomografu do somy
Page 25: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Fuzja (algorytmy) – dopasowanie konturów 1. Komputerowa filtracja (wyodrębnienie): - krawędzi – granica pomiędzy dwoma strukturami różniącymi się znacząco gęstościami np. kość - tkanka miękka, tkanka miękka - powietrze), - wybranych struktur anatomicznych (np. kości).

2. Automatyczne dopasowanie wyodrębnionych struktur/krawędzi (przesunięcie, rotacja, skalowanie).

3. Podstawowe metody numeryczne: - algorytm „Head and Hat” – wyszukuje najbardziej optymalną metodę dopasowania, do obrazu podstawowego (Head), obrazu nakładanego (Hat). Metoda działania podobna do punktów odwzorowań jednak liczba porównywanych punktów w obszarze struktur/krawędzi (ustalonych w trakcie próbkowania jest zdecydowanie większa) - algorytm ICP (Iterative closest point) – dopasowanie iteracyjne odbywające się na podstawie porównania parametrów najbliższych punktów na obrazach podstawowym i nakładanym do momentu uzyskania najlepszej zgodności pomiędzy obrazami.

Page 26: W1_PLRT: Od tomografu do somy
Page 27: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Fuzja (algorytmy) – dopasowanie piksel/woksel

1. Porównanie wartości skali szarości zawartej w każdym wokselu / pikselu w celu jak najlepszego dopasowania obrazu nakładanego do podstawowego. 2. Najczęściej wykorzystywane metody numeryczne – metody korelacyjne

Page 28: W1_PLRT: Od tomografu do somy
Page 29: W1_PLRT: Od tomografu do somy
Page 30: W1_PLRT: Od tomografu do somy
Page 31: W1_PLRT: Od tomografu do somy
Page 32: W1_PLRT: Od tomografu do somy
Page 33: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Fuzja (algorytmy) – DICOM, manualne

1. Korzystanie z informacji zawartych w pliku DICOM tj: - lokalizacja i orientacja przestrzenna, - rozmiar okna (wielkość wizualizowanego obszaru np. 512x512 pikseli) - rozmiar piksela / woksela (informacje o skali).

2. Nie uwzględnianie informacji dotyczących kształtu, struktur anatomicznych, skali szarości.

3. Możliwość manualnej korekcji pliku wynikowego (przesunięcie, rotacja)

Page 34: W1_PLRT: Od tomografu do somy
Page 35: W1_PLRT: Od tomografu do somy
Page 36: W1_PLRT: Od tomografu do somy
Page 37: W1_PLRT: Od tomografu do somy
Page 38: W1_PLRT: Od tomografu do somy

SKANER PET-CT (Metoda fuzji - DICOM)

Page 39: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Fuzja – metody optymalizacji

Większość specjalistycznych programów wykorzystywanych w procesie fuzji obrazów wyposażona jest w dodatkowe metody optymalizujące automatyczny bądź pół automatyczny proces nakładania obrazów.

Podstawowymi przesłankami stosowania dodatkowych procedur optymalizacyjnych są: - skrócenie czasu obliczeń numerycznych, - korekcja pliku wynikowego fuzji zwiększająca dopasowanie obrazów.

Najczęściej stosowanymi procedurami optymalizacyjnymi są: - metoda Powella, - metoda Downhill Simplex, - metoda Brendta, - metoda Levenberga-Marquardta, - iteracja Newtona-Raphsona - metoda wyszukiwania stochastycznego.

Page 40: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Fuzja – sposoby prezentacji obrazów

koloryzacja obrazu nakładanego

przezroczystość obrazu nakładanego metoda „szachownicy” lub podziału

metoda „spy glass” (przezroczystej lupy)

Page 41: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Symulacja leczenia

WSTĘPNA SYMULACJA:

1/ zlokalizowanie i określenie rozmiarów obszaru napromieniania oraz narządów krytycznych

2/ określenie wstępnej geometrii promieniowania (ilość, wielkość, kształt i pozycja pól terapeutycznych),

SYMULACJA WERYFIKACYJNA (Szczegółowy opis – Część III wykładu):

1/ weryfikacja zaprojektowanego na TPS planu leczenia 2/ wykonanie tatuażu na skórze pacjenta (masce) dla każdego z pól w celu późniejszej odtwarzalności na aparacie terapeutycznym,

3/ wykonanie zdjęć rtg w celu późniejszego porównania ich z komputerowymi rekonstrukcjami wykonanymi na TPS (DRR, digital reconstructed radiograph) oraz ze zdjęciami wykonanymi na aparacie terapeutycznym.

Wyróżnia się dwie metody symulacji – klasyczną oraz wirtualną

Page 42: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Symulacja leczenia

SYMULACJA KLASYCZNA:

1/ symulator RTG: - Aparat wyposażony w lampę rentgenowską oraz układ detektorów rejestrujących różnice osłabienia promieniowania rentgenowskiego przenikającego przez ciało pacjenta. - Umożliwia odwzorowanie wszystkich możliwych ustawień geometrii promieniowania aparatu terapeutycznego – począwszy od obrotu głowicy, poprzez obrót kolimatora do zmiany rozmiaru pól i odległości pomiędzy źródłem promieniowania a pacjentem (SSD, skin source distance). - Pacjent układany jest na stole symulacyjnym będący odpowiednikiem stołu terapeutycznego. - Przed wykonaniem zdjęcia symulacyjnego weryfikuje się ułożenie pacjenta za pomocą symulacji świetlnej odwzorowującej kształt pola na skórze, weryfikując odległość SSD oraz położenie pacjenta w stosunku do punktu przecięcia się trzech prostopadłych do siebie wiązek laserowych (odległość od źródła do tego punktu jest zawsze równa jednej określonej wartości, punkt ten określamy mianem izocentrum).

Page 43: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Symulacja leczenia

SYMULACJA WIRTUALNA:

1/ Pracownia TK. - Odbywa się ona na zrekonstruowanym przez komputer (na podstawie skanów TK) trójwymiarowym obszarze ciała pacjenta (3D). - W zrekonstruowanym obszarze 3D określa się obszar napromieniania oraz narządy krytyczne. - W celu lepszego zobrazowania wybranych struktur możliwe jest zastosowanie filtrów graficznych. Podstawowymi filtrami stosowanymi w VS są: 1/ filtr dla tkanki kostnej, 2/ powietrza, 3/ tkanek miękkich oraz 4/ filtr mieszany. - Następnie, dobiera się geometrię oraz ilość planowanych pól terapeutycznych. - Dla każdego z pól możliwe jest utworzenie obrazu DRR. - Dane dotyczące pól wysyłane są do systemu laserów odwzorowujących ich kształt na skórze pacjenta.

Page 44: W1_PLRT: Od tomografu do somy

„Czysty” skan TK jest interpretowany przez TPS jako zwykłe zdjęcie, czyli zbiór pikseli. Podobnie interpretowana jest rekonstrukcja 3D – jako zbiór voxeli. Dlatego też należy określić powierzchnię na skanie bądź obszar rekonstrukcji 3D, w którym kalkulowany będzie rozkład dawki promieniowania. Obszarem takim jest ciało pacjenta.

Po określeniu obszaru kalkulacji dawki należy określić w nim obszar napromieniania oraz OAR.

Najczęstszymi narządami / strukturami krytycznymi są: 1/ dla obszaru mózgowia – skrzyżowanie nerwów wzrokowych, gałki oczne lub/i soczewki oczu, pień mózgu, zdrowa część mózgu; 2/ dla obszaru głowy i szyi – rdzeń kręgowy, pień mózgu lub/i podstawa czaszki, gałki oczne lub/i soczewki oczu, ślinianka przyuszna, staw skroniowo-żuchwowy, krtań, skóra; 3/ dla płuc – płuca, serce, rdzeń kręgowy; 4/ dla obszaru klatki piersiowej – płuca, skóra; 5/ dla obszaru miednicy/brzucha – odbytnica, pęcherz, głowa kości udowej, jelita, nerki, wątroba, rdzeń kręgowy, śledziona.

Każdy z wymienionych narządów może być w przypadku zajęcia przez komórki nowotworowe także obszarem napromieniania.

Obrysowywanie obszaru napromieniania i OAR

Skan 1

Skan 2 [2,1,2] [1,1,2]

[1,2,2] [2,2,2]

[1,1,1]

[1,2,1]

[2,1,1]

[2,2,1]

Page 45: W1_PLRT: Od tomografu do somy

1/ Ręczna - obrysowywanie „od punktu do punktu” bądź metodą free hand (znane w większości programów do grafiki wektorowej).

2/ Pół automatyczna - w celu rozpoczęcia obrysowywania pół automatycznego definiuje się jeden punkt (piksel) znajdujący się na wybranym skanie, poza ciałem chorego (w przypadku obrysowywania ciała) bądź wewnątrz wybranej struktury (w przypadku obrysowywania narządów / struktur wewnętrznych). Algorytm odpowiedzialny za obrysowywanie rozpoczyna przeszukiwanie w linii poziomej, pixeli różniących się znacząco pomiędzy sobą wartością zaczernienia mierzonej w [jH]. W przypadku znalezienia dwóch takich pikseli rozpoczyna się proces obrysowywania, który kontynuowany jest do momentu zamknięcia się konturu bądź zdefiniowania przez użytkownika kolejnego punktu.

3/ Automatyczna („selekcji podobnych pixeli”) - opiera się na predefiniowalnych wartościach zaczernienia poszczególnych narządów wyrażonej w [jH]. Na przykład chcąc zobrazować tkankę kostną zbitą określamy zakres wartości zaczernienia od +800 jH do +1000 jH. Algorytm odpowiedzialny za selekcję przeszukuje wszystkie pixele wybierając te, które spełniają powyższy warunek.

Metody obrysowywania

początkowy pixel

wyszukiwanie dwóch pixeli różniących się pomiędzy sobą wartością

zaczernienia

rozpoczęcie konturowania

Page 46: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Przykłady utworzonych obrysów

Page 47: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Literatura uzupełniająca 1. Piotrowski T, Skrobała A, Jodda A, Malicki J. Wybrane zagadnienia dotyczące planowania leczenia w radioterapii. Skrypt dla studentów.

2. Ekberg L, Holmberg O, Wittgren L, Bjelkengren G, Landberg T. What margins should be added to the Clinical Target Volume in radiotherapy treatment planning for lung cancer?, Radiat.Oncol. 1998, 48, 71- 77.

3. Källman P, Agren A, Brahme A. Tumor and normal tissue responses to fractionated non uniform dose delivery, Int.J.Radiat.Oncol.Biol.Phys. 1992, 62, 249-262.

4. Leunens G, Menten J, Weltens C, Verstraete J, Vanderschueren E. Quality assessment of medical decision making in radiation oncology: variability in target volume delineation for brain tumors, Radiother.Oncol. 1993, 29, 169-175.

5. Withers HR, Taylor JMG, Maciejewski B. Treatment volume and tissue tolerance, Int.J.Radiat.Oncol.Biol.Phys.1988, 59, 751-759

6. Munro TR, Gilbert CW. The relation between tumour lethal doses and the radiosensitivity of tumour cells. Br J Radiol 1961, 34, 246-51

Page 48: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Literatura uzupełniająca 7. Steel GG. Basic Clinical Radiobiology. Arnold, London 1997

8. Swayne LC, Kaplan IL. Image Fusion in Medicine: An Overview using the CT-SPECT Model. J Nucl Med 1989;17:31-35

9. M. van Herk and H. M. Kooy, Automatic three-dimensional correlation of CT-CT, CT- MRI, and CT-SPECT using chamfer matching, Med. Phys. 21, 1163–1178 (1994)

10. J. B. Maintz and M. A. Viergever, "A survey of medical image registration," Med. Image Anal, 2, 1–36 (1998).

11. J. G. Rosenman, E. P. Miller, G. Tracton, and T. J. Cullip, Image registration: an essential part of radiation therapy treatment planning, Int. J. Radiat. Oncol., Biol., Phys. 40, 197–205 (1998).

12. Pruszyński B, Diagnostyka obrazowa, podstawy teoretyczne i metodyka badań, PZWL, Warszawa 2000

13. Khan FM, Potish RA. Treatment Planning in Radiation Oncology. Lippincott Williams&Wilkins, New York 1998

Page 49: W1_PLRT: Od tomografu do somy

Ćwiczenia do części I wykładu

Podział na trzy grupy Pacjent - fantom anatomiczny RANDO Alderson Modelarnia, Tomograf Komputerowy, System Planowania Leczenia

Ćw 1. Zapoznanie się z akcesoriami unieruchamiającymi, wykonanie maski unieruchamiającej - obszar głowy i szyi (45 min) Przygotowanie skanów TK pacjenta: a/ Obszar głowy i szyi, b/ Obszar płuc, c/ Obszar miednicy (30 min)

Ćw 2. Fuzja obrazów: a/ metody punktów odwzorowań, dopasowania pikseli – TPS Eclipse, b/ dopasowanie konturów – TPS BrainLab (75 min)

Ćw 3. Tworzenie bryły 3D na podstawie skanów komputerowych (15 min) Obrysowywanie OAR i obszaru napromieniania (60 min)