Получаване, честота и обработка на образите

Получаване, честота и
обработка
на образите
Люпчо Илиев
Токуда Болница София

Образен протокол –
Imaging protocol

•Протоколът трябва да управлява целия процес - какви образи да се
правят, кога и колко често.
•Той трябва да включва стратегии за една или повече корекции.
•Протоколите могат да варират между различните центрове и зависят от
апаратурата и прилаганите методики.
•Възможни са разлики между подготовката и имобилизацията на
пациентите за едни и същи анатомични региони в различните
центрове.
•Образният протокол трябва ясно да посочва :
–Необходимостта за незабавно действие при големи грешки.
–Броят на фракциите, които са допустими да се направят при
неголеми отклонения.

Получаване на образите
Image acquisition
•За верификацията могат да се използват MV образи получени чрез единична
експонация (дълга или кратка), двойна експонация или филми.
•Методът за получаване на образите (между фракциите-interfractional или по време на
фракцията-intrafractional) зависи от анатомичният регион. Зависи също и от анатомията,
която се вижда в полето и доколко тя се движи по време на облъчването.
•Дозата, получена от тумора трябва да бъде съобразена с дозата, която ще получат
съседните здрави органи. Когато се налага двойна експонация трябва да се съобрази
дозата, която получават и здравите тъкани.
•Когато е възможно е добре да се получават образи и в трите равнини (X, Y и Z).
•Ако се използват 2D (равнинни) образи, се правят две перпендикулярни експонации. Те
позволяват да се определи лесно корекцията на масата и положението на пациента,
която трябва да се направи. Верификацията може да се направи и с неперпендикулярни
полета.
•Ако 2D (равнинни) образите са получени само от една посока или от две
противоположни посоки, верификация може да се направи само в две измерения.
•В идеалния случай, когато се използват 2D (равнинни) образи, те трябва да бъдат
направени едновременно и да показват ясно позицията на пациента. На практика винаги
има забавяне от няколко минути, което трябва да се намали до минимум.

Честота и време на образите –
Frequency and timing of imaging
•Трябва да бъдат направени достатъчен брой верификационни образи
по време на фракциите, за да може да се открият грешките в
позиционирането. Броят може да варира във зависимост от
анатомичният регион и техниката на облъчване.
•Точността се увеличава, когато има повече изображения, но
верификация по време на целия курс е финансово неизгодно и
повишава лъчевото натоварване.
•Няма описан най-добър протокол за това, кога и колко
верификационни образи да се направят.
•Образите от верификацията при първото облъчване могат да бъдат
компрометирани поради тревожност и стрес на пациента.

•Методът за получаване на образи, който ще се използва зависи от броя
на костните структури, които се виждат в полето.
•При верификация да се избягват критичните органи доколкото е
възможно.
•Времетраенето при получаване на верификационните образи влияе
върху точността на верификацията.
•Прецизността на оценката на систематичните грешки се увеличава с
броя получени двойки перпендикулярни образи.
•За да се установи систематичната гершка при радикалното
лъчелечение, са необходими от 3 до 5 двойки перпендикулярни образи.
Броят на верификационните образи зависи от анатомичния регион и
техниката на облъчване.
Трябва да има баланс между броя верификационни експонации и
допълнителното лъчево натоварване на пациента.
Обобщение

Видове образи
Статични образи
•Портални (2D образи)‏
Филм базирани
Електронно устройство за портални образи - Electronic Portal Imaging Device (EPID)‏
•Компютър томографски (CT)‏
Киловолтни kV
Мегаволтни MV
CBCT - Cone Beam (kV and MV)‏
Дигитална томосинтеза (DTS)‏
Ултразвук (US)‏

Динамични образи
Стереоскопични образи
Радиофреквентно проследяване
Оптични образи
Видео образи

КV и MV образи - преимущества
и недостатъци
Конвенционални х-лъчи kV
•Ниска енергия, ниска доза;
•Висок контраст, ясен образ;
•Артефакти от метал.
Портални образи MV
•Висока енергия, висока доза;
•Нисък контраст;
•Недостатъчно ясен образ;
•Няма артефакти от метал;
•Дозата се прекалкулира и се
вади от плана на пациента;
•По-бързо време за получаване на образите;
•По-малка локализационнна грешка.

Статични образи
•Верификационните образи се правят преди началото на лечението;
•Верификационните образи се сравняват с Референтните образи;
•Пациентът се репозиционира след направените корекции;
•Пациентът се облъчва и процесът се повтаря за следващите фракции;

Портални филми
•Бърз метод за получаване на изображения;
•Използват се образи от планирането на CT;
•Добра разделителна способност на kV образи и добро качество на анатомия;

Параметри
• Приложение - Всяка област на тялото;
• Резолюция – Субмилиметрова;
• Преимущества – Евтин и лесен за изпълнение;
• Недостатъци – проявителен процес, образите не са в цифров формат,
информацията е в едно измерение, нисък контраст в меките тъкани.

Examples of Portal Images


Електронно устройство за портални образи
Electronic Portal Imaging Device (EPID)‏
•CCD-основа или аморфен силиций;
•Образите са в цифров формат и могат да се обработват;
•Възможност за бърза онлайн регистрация и напасване на референтния и
верификационния образ;
•Възможност за онлайн дозиметрия;
Параметри
• Приложение – Всяка област на тялото;
• Резолюция – Субмилиметрова;
• Преимущества – образите са в цифров формат и могат да се обработват. Устройството
може да се монтира на съществуващ вече линеен ускорител;
• Недостатъци – При верификационния образ се губи информацията в едното
измерение, нисък контраст в меките тъкани;

EPID
Верификация
Online EPI Offline images
Линеен
ускорител Позициониране

EPID

Siemens Varian Elekta LINAC
EPID

CT – kV
Параметри
•Приложение – Всяка област на тялото;
•Резолюция – Милиметрова;
•Преимущества – Златен стандарт в лъчелечението, 3D обемна
информация, много добър контраст на меките тъкани;
•Недостатъци – необходимо е специализирано оборудване, артефакти
от метал, необходимо е допълнително помещение.

CT – МV

В момента се ползва само при Томотерапията.

Компютър Томограф - СТ

Cone Beam CT – kV and MV
•Целият обем на интерес се визуализира в едно завъртане на източника около
пациента.
•Образите се получават от kV рентгенова глава, инсталирана на гентрито.
Параметри
• Приложение – Всяка област на тялото;
• Резолюция – Милиметрова;
• Преимущества – Прави се на масата за облъчване и в същия кабинет и със същото
оборудване, добър контраст на меките тъкани;
• Недостатъци – Реконструктивния алгоритъм не е прецизен, ограничено поле на
виждане - Field of View.
kV Cone Beam CT MV Cone Beam CT

Digital Tomosynthesis (DTS)‏
Дигитална версия на конвенционалната томография.
Образите се получават от различни ъгли и структурите са
размазани и с недобър контраст.
Псевдо-томографските и псевдо-обемните образи могат да се
реконструират. Могат да са kV или MV.
•Преимущества – По-ниска доза от СВСТ, използва се
наличното оборудване, Образите се получават в кабинета за
облючване.
•Недостатъци – реконструкциите не са истински 3D

Ултразвук
Образите се получават чрез външно и вътре-кухинни
трансдюсери. Точни обемни данни. Точност на
позициониране от 1-2 mm.
•Преимущества – Без йонизиращо лъчение. Независима
структура, която може да се използва навсякъде.
•Недостатъци – Недобро качество и яснота на образите,
допълнително обучение за персонала, който го прави, много
артефакти.

Динамични образи
• Образите се получават по време на облъчването.
• Облъчването се прекъсва или паузира, ако обекта излезе извън
толерансните граници на отместване.

Стереоскопични образи - Stereoscopic Imaging
•Образите се получават от два или повече рентгенови източника.
•Изпозва се при Cyberknife и Brainlab системите.
•Ползва се оптично проследяване – гейтинг.
•Субмилиметрова точност.
•Преимущества
Може да се монтира допълнително.
Добър контраст на меките тъкани.
•Недостатъци –
Няма обемни образи.
Отчита само твърди тела.

Оптично проследяване - Gating
•Използва оптични маркери - с отразяващи
повърхности.
•Мястото на маркера съответства на изоцентъра.
•Позицията на маркера се следи в реално време
от камери разположени в стаята, като по този
начин се определя позицията на изоцентъра на
мишената по отношение на изоцентъра на апарата.
•Субмилиметрова точност.
•Преимущества – Може да се монтира допълнително.
•Недостатъци - Трябва предварително да се знае
връзката между позицията на външните маркери и
тумора.

Видео проследяване – Video tracking


Референтрите видоообрази се получават след като лекар одобри позиционирането на
пациента в първия ден на облъчването.
В няколко последователни дни се прави видеозапис на позицията на пациента, който
се сравнява с референтните видео образи.
В реално време лекарят определя отместванията и получава обратна връзка за
несъответствия при позиционирането на пациента.
Облъчването може да се прекъсне и пациентът да се репозиционира, ако има големи
измествания.
• Преимущества – Може да се монтира допълнително.
•Недостатъци - Не отчита вътрешни движения, които не се проявяват външно.

Благодаря за
вниманието