Създаване на геометрична верификация и алгоритъм за работа

ВЕРИФИКАЦИЯ
Създаване на геометрична
верификация и алгоритъм
за работа

Надя Джанкова
Токуда Болница София

Настоящата презентация описва процеса на изпълнение и
проверката на образите при лъчелечение.
Основните практики при верификация, които могат да
бъдат адаптирани в съответствие с нуждите на всяко
отделение по лъчетерапия.


Как се прави проверка?

Верификация/ Проверка

Процес, при който се оценява точността при лъчетерапия. Това се
постига, чрез сравняване на изображенията на облъчваното поле с
планиранирания обем.
За целта се използва информация от 2D и 3D системи.

Референтен Образ

Полученият референтен образ показва планираната геометрия на
подложените на лъчелечение области, сравнени спрямо вътрешната
анатомия или анатомични репери - кости, използвани рентгенови
маркери. Това се използва като стандарт, спрямо, който се сравнява
облъчваното поле.
Референтните образи се получават по различни начини:
дигитално реконструирана радиография (DRR), дигитално
наслагване на рентгенографии - DCRs (digitally composited
radiographs), рентгенов симулатор, дигитални филми, ултразвук и др.

Целта на геометричната верификация /проверка/е да се гарантира,
че геометричната точност на облъчваното поле е в границите,
определени от лъчелечебния план и е съобразена с вероятността
за грешка.
Това се постига, чрез сравняване на информацията с доставеният
образ от планиращата система.
Точни и възпроизводими методики за планиране, включително
придобиване на образи с добро качество за сравняване, са от
съществено значение за успешната проверка.



Геометрична верификация

Първата стъпка е да се определи обсега на верифициране, който е нужен на
съответното отделение. Избраните: оборудване, управление и протоколи могат
да варират според наличната в отделението система за верификация.




Протоколи за
получаване на
образите

Измерване на грешките при
позиционирането


Готово
изображение

Честота и време
за получаване
на образа

Определяне на
дозата съпътстваща
експонацията

Проверка/Одит/

Оборудване и
техническа
инфраструктура
Персонал -
отговорности и
умения

Толеранси, нива на
действие и стратегии за
коригиране на грешките

Голяма
грешка
Систематична
и случайна
грешка
Създаване на протоколи за верификация

Оборудване и техническа инфраструктура
Всяко отделение трябва да има точно определени протоколи
за верификация.
Протоколите са съобразени с:
•Оборудването за верификация /за получаване на
референтния образ /reference image/;
•Образа на облъчваното поле /treatment image/;
•Напасване на образа /Image matching/ ;
•Съхраняване на данните.

Siemens Varian Elekta
Системи за верификация на различните
линейни ускорители

От съществено значение за генерирането на референтни образи е те
да бъдат с добро качество.
Качеството на образите от CT е свързано със стъпката на сканиране.
Препоръчително е тя да бъде 5 мм или по-малко.
Получените образи от СТ в планиращата система се обработват
дигитално и се получава DRR образи /Digitally Reconstructed
Radiograph/.
Реконструкцията се прави с различни енергии в зависимост от това,
кои структури желаем да видим при верификацията /проверката/.



Генериране на референтни образи и образи за
облъчване

DRR изображения с различна енергия
6 MV, 30 MV, 80 MV
AP - 6 MV
AP - 80 MV
AP - 30 MV

DRR изображения с различна енергия
6 MV, 30 MV, 80 MV
LAT - 6 MV
LAT - 30 MV

DRR изображения с различна енергия
6 MV, 30 MV, 80 MV
RLAT - 6 MV
RLAT - 80 MV
RLAT - 30 MV

Оптималното качество за отделните образи може да варира при
различните системи и следва да се избере целесъобразно.

Когато DRR е с лошо качество, може да се направят рентгенови
референтни образи със симулатор /X-ray simulator/.

Трябва да се отчете, че използване на тази допълнителна стъпка и
въвеждането на още един източник може да доведе до появата на
систематична грешка през целия следващ процес.

Kачество на образите

Рентген – симулатор
X-ray simulator

Ниска енергия
Добър контраст
Portal imaging –
Система за контрол

Висока енергия
Не толкова добър контраст

Образите трябва да притежават фина пространствена
разделителна способност и високо контрастно съотношение.

Методите на измерване трябва да бъдат отимизирани така,
че да дадат необходимото качество и може да включват
използването на софтуер за обработка на образите.

Kачество на образите

Снимките трябва да са с достатъчно добро качество, за да може и на двата
образа - Референтния и Верификационния, да се види необходимата
информация:
• Изоцентър и граници на полето;
• Облъчваният туморен обем (кости, меки тъкани, имплантирани маркери).
Kачество на образите

Сравняване на образите
Референтен образ/Reference from planning/

•От симулатор /Simulator film/
•Дигитално реконструиран образ /DRR/

Поле за проверка/Check film /

•Филм /Port film/
•Електронно устройство за
портални образи /EPID/

Трансфер и съхранение на данни

Преди верификацията следва да се обмисли трансферът на образите
от планиращата към верификационната система, както и тяхното
съхранение, тъй като размерът на файловете от електронните системи
може да е голям.

Трансферът на данни между планиращата система, СТ скенера,
симулатора и линейния ускорител трябва да е съобразен със следните
изисквания:
• Да осигурява интегритет /единство/ на референтните и
верификационните данни;
• Да е точен и надежден – пренесените данни трябва да са
използваеми след няколко минути;

Събраните данни (изображения и съпътстващ анализ) трябва да
бъдат:
• Проверени и архивирани;
• Така съхранени, че да се възстановяват лесно хронологически.

Осигуряване на качество и точност при
съпоставяне/сравняване на образите

•Препоръчително е да бъдат създадени протоколи за контрол на
качеството на образите.
•Събраните данни трябва да се оценяват периодично по съответните
стандарти.
•Всяка част от процеса на верификация – от получаването на данните
за планиране до субективността при вземане на индивидуални
решения – трябва да има определено ниво на грешка или
неопределеност.
•В идеалният случай това ниво трябва да бъде измерено, така че
общата точност на верификационния процес да бъде известна.
•Точността е важна за оценяване на валидността на данните от
образите, използвани за напасване.
•Измерването има също така голямо значение за определянето на
осигурителните зони при планиране.

Верификационните системи следва да се оценяват от гледна точка
на:
•Абсолютна точност – доколко точна е информацията за отместването
на пациента, получена от верификационната система;
•Точност в зависимост от извършващия проверката - да няма разлики
между отделните потребители;
•Техника на регистриране - как различните налични алгоритми влияят
върху точността на регистриране.
•Обработване на изображенията – понякога обработката на образите
може да повлиае, върху измерените отмествания.
•Съгласуваност на изходящите данни – колко точно е превръщането
на 2D данните в 3D движения.

Осигуряване на качество и точност при
съпоставяне/сравняване на образите

Съгласуваност на координатните системи,
отчитане и коригиране на грешките
•Изключително важно е в отделението да бъдат разработени
единни алгоритми за отчитане и коригиране на грешките при
позициониране.

•Трябва да бъдат разгледани всички възможни ориентации на
пациента върху масата (x, y, z посоките), да се осигури
използването на тази информация при обработка на образите и
да се включи в измерването на отместванията.

Софтуер за верификация
Софтуерът е важен за автоматизирането на процесите за
верификация
Той трябва да отговаря на специфичните изисквания на
отделението и да има следните функции:
•Единна база данни;
•Да позволява измерване на грешките;
•Да изчислява какви са отместванията;
•Статистическа обработка и анализ на грешките/данните;
•Да позволява Одит;

Система за контрол на лъчетерапевтичния план -
iView GT

Очертава се полето на облъчване и анатомични репери;
Верификацията се прави в AP и латерална позиция:

Подготовка на EPID системата iView за добиване на MV верификациони
снимки
От системата за планиране се изпращат DRR реконструкции
Полето се оразмерява;
Поставя се център на полето;
Това изображение се създава за референтно;
Очертава се полето на облъчване;
Очертават се и анатомични репери;

Система за верификация на
лъчетерапевтичния план - iView GT

Система за верификация на
лъчетерапевтичния план - iView GT
Единична или двойна експонация;
Мониторни единици – 3 MU;
Коригира се положението на пациента, ако е необходимо;
Верификацията се прави в AP и латерална позиция:
- преди първата процедура,
- преди втората и третата процедура,
- един път седмично
- при необходимост
 Check film се запаметява в паметта на EPID.