IL PERCORSO DELLE IMMAGINI IN
RADIOTERAPIA :
RUOLO DEL TECNICO DOSIMETRISTA
18- 25 Maggio 2015
P. IRGOLINI
TSRM
V. PAPURELLO
S.C. RADIOTERAPIA U
S.S.C.V.D ALTA TECNOLOGIA IN RADIOTERAPIA
P. TREVISIOL
Prof. U. Ricardi
Dott. R. Ragona
NETWORK CONFIGURATION
CLOUD
PACS
TPS 3DCRT
TPS IMRT
R&V
WS DOSIMETRISTS
R&V
WS PHYSICISTS
PROCEDURA DI SIMULAZIONE VIRTUALE
Presidio di posizionamento e immobilizzazione
1
Esecuzione Esame TC e ricostruzione 3D
2
Localizzazione Isocentro
3
FASE ON - LINE
Export dati laser mobili
4
Posizionamento marker sulla cute
5
Verifica Isocentro
6
Export e Import dati TPS
7
Contouring Target e OAR
8
9
FASE OFF - LINE
Elaborazione P. D. C
10
Esecuzione trattamento
11
Verifica Set-up
FLUSSO DELLE IMMAGINI
Diagnostic
Imaging
TC
RM
PET
Planning
Imaging
Clinical
Workstation
US
Treatment
Planning
System
CBCT
BEV
DRR
EPI
Verification
Images
FLUSSO DELLE IMMAGINI
CONTOURING + FUSIONE DI IMMAGINI
FASE DI IMPORT
PLANNING / REPLANNING + FUSIONE DI
IMMAGINI
INTERNO
PLANNING + FUSIONE DI IMMAGINI
FASE DI EXPORT
ARCHIVIAZIONE DATI
ESTERNO
CONDIVISIONE DATI
FASE DI EXPORT
CONTOURING + FUSIONE DI
IMMAGINI
FLUSSO INTERNO
FASE DI IMPORT
Lo studio TC di ogni Paziente, contraddistinto da un numero, dopo l’acquisizione viene
trasferito via LAN al TPS in formato DICOM3
Il Tecnico Dosimetrista :
Importa nel TPS il set di immagini corrispondenti al numero dello
studio indicato assegnandogli un ID corrispondente al CF
Crea per ogni Paziente un case
Modifica l’origine del sistema di coordinate paziente mediante la
definizione del TRTP posizionando il center point all’incrocio dei
markers radiopachi
Identifica l’isocentro clinico del trattamento
Collabora con i medici Radioterapisti nella fase di contouring
CONTOURING + FUSIONE DI IMMAGINI
Funzionalità di visualizzazione
bi-tri dimensionali
Il Tecnico Dosimetrista utilizzando
Strumenti avanzati di disegno
bi-tri dimensionali ( Tools)
Livelli di finestra appropriati
Procede alla creazione di regioni di interesse ROI
che verranno successivamente verificate dal Medico Radiotetrapista
prima del loro utilizzo per il planning
CONTOURING + FUSIONE DI IMMAGINI
Le principali ROI contornate dai Tecnici Dosimetristi
sono :
EXTERNAL
Ricostruzione della superficie corporea Tool di auto - contouring
selezione di finestra con risoluzione per l’osso
POLMONE DX
POLMONE SX
Tool di auto – contouring «Magic Wand» selezione di finestra con
risoluzione per il parenchima polmonare
MIDOLLO SPINALE Tool di «Help contouring», free hand, pearl
LETTINO LINAC
Per tutti i trattamenti IMRT
BOLUS
Partendo dall’External come ROI di riferimento
TC PLANNING
Le immagini TC garantiscono:
Migliore risoluzione spaziale
Ricostruzione 3D volumi
Informazioni sulla densità elettronica dei tessuti
Scarsa possibilità di differenziare il residuo patologico
di malattia da esiti flogistici
FUSIONI DI IMMAGINI
IN RADIOTERAPIA
Integrare le informazioni provenienti da diverse tecniche
di imaging co – registrandole consente di ottenere :
Informazioni morfologiche più precise
Informazioni funzionali sul bersaglio
da irradiare
Valutazione dei movimenti
FUSIONI DI IMMAGINI
Migliorano in fase di CONTOURING :
L’ accuratezza e la precisione nel
contornamento dei volumi RT
Programmi di Dose
Escalation
La definizione degli OAR
Maggior controllo della
malattia
CONTOURING + FUSIONE DI
IMMAGINI
FASE DI IMPORT
FLUSSO INTERNO
Il Tecnico Dosimetrista si occupa di
Fusione di immagini tra
TC
SIM
RM
PET
TC
FUSIONE TC - RM
Elevato
dettaglio
anatomico
Miglior
contrasto dei
tessuti molli
Indispensabile
nella SRS e nella
stereotassi
prostatica
Intensità del pixel non è
correlata alla densità
dell’elettrone
La disomogeneità dei campi
di radiofrequenze provoca
variazioni di intensità delle
immagini RM
Le distorsioni geometriche
sono prodotte dalla
disomogeneità del campo
magnetico e dalla non
linearità dei gradienti
Non vengono considerate le
disomogeneità osso/aria
FUSIONE TC - RM
Definizione Spaziale
Sensibilità Diagnostica
FUSIONE TC - RM
Procedura :
1. Le immagini giungono in RT tramite :
• CD fornito dal Paziente
• Attraverso il nodo di collegamento diretto tra il PACS RT e l’HIS ospedale
(Gateway) che consente il passaggio dalla MN alla RT
2. Il medico Radioterapista :
• Seleziona le serie di immagini
• Indica al Tecnico Dosimetrista le serie RM da registrare
3.
•
•
•
•
•
•
Il Dosimetrista :
Procede all’import delle serie nel TPS
Inserisce le immagini nello stesso case della TC di planning
Seleziona il modulo di registrazione del TPS
Definisce sulla TC e RM le Clip Box
Stabilisce i limiti anatomici delle regioni da correlare
Sceglie l’algoritmo di calcolo per la registrazione es. Mutual Information
FUSIONE TC - RM
FUSIONE TC - RM
Valutazione :
Viene effettuata dal Medico e dal Dosimetrista attraverso lo scorrimento
di una tendina che consente diverse visualizzazioni
FUSIONE TC – PET
Aggiungono
informazioni
funzionali
importanti
Migliorano la
definizione del
Volume Bersaglio
Riducono la
variabilità
iter –osservatore
Sedi anatomiche
Polmonari, H&N e
Linfomi
Scarsa informazione
anatomica
FUSIONE TC – PET
Informazioni Morfologiche
Informazioni Funzionali
FUSIONE TC – PET
Procedura :
1. Le immagini giungono in RT tramite :
• CD fornito dal Paziente
• Attraverso il nodo di collegamento diretto tra il PACS RT e l’HIS ospedale
(Gateway) che consente il passaggio dalla MN alla RT
2. La posizione del Paziente è spesso molto diversa
3. E’ necessario utilizzare software di fusione che consentano fusioni rigide e
deformabili (Velocity)
4. Il Dosimetrista effettua una prima fase di export delle immagini verso
Velocity :
• Dalla consolle TC dedicata Dell’esame TC
• Dal Gateway Dell’esame TC – PET
FUSIONE TC – PET
Procedura di Velocity
5. Il Dosimetrista effettua :
• L’import delle immagini TC e TC – PET
• Seleziona come Primary Set image l’esame TC – SIM
• Seleziona come Secondary Set image l’esame TC – PET
• Attiva il Navigatore
• Esegue prima una fusione rigida
• Definisce sulla TC e sulla PET le Clip Box
• Stabilisce i limiti anatomici delle regioni da correlare
• Esegue una fusione elastica/deformabile
• Allinea manualmente i due esami attraverso reperi ossei
FUSIONE TC – PET
FUSIONE TC – PET
FUSIONE CT – PET
Valutazione :
Viene effettuata dal Medico e dal Dosimetrista attraverso
varie tipologie di visualizzazione
FUSIONE TC – PET
Disegno :
Quando i set di immagini sono registrati il Medico Radioterapista
provvede al disegno del Target
CONTOURING + FUSIONE DI
IMMAGINI
FASE DI IMPORT
FLUSSO INTERNO
FUSIONE TC - TC
TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA A 4 DIMENSIONI
4D - CT
E’ una metodica innovativa utilizzata per ricostruire le posizioni
assunte dal GTV nelle varie fasi
del ciclo respiratorio del Paziente attraverso
Un software dedicato
+
Fascetta addominale piezoelettrica
VENGONO ACQUISITE CONTEMPORANEAMENTE INFORMAZIONI DI NATURA
SPAZIALE E TEMPORALE
SULLA POSIZIONE DELLA LESIONE NEOPLASTICA
VALUTAZIONE FREQUENZA
RESPIRATORIA
La fascia registra il respiro del paziente e
ricostruisce il suo ciclo respiratorio
In base alla frequenza respiratoria
si seleziona la velocità di rotazione ed il pitch
La frequenza respiratoria deve essere compresa
tra i 10 e i 20 respiri al minuto
Vengono esclusi dalla 4D - CT
I pazienti con frequenza respiratoria
< 10 atti/m o > di 20 atti/m
I pazienti con respiro irregolare
VALUTAZIONE AMPIEZZA
RESPIRATORIA
E’ necessario valutare la variabilità dell’ampiezza del respiro
(SD ampiezza) che deve avere valori non superiori al 20% (0.2)
DEVIAZIONE STANDARD DEI VALORI DI AMPIEZZA
COSTANZA DELLE DIMENSIONI DEL RESPIRO
RICOSTRUZIONE ESAME 4D - CT
La fascia registra il respiro del Paziente e ricostruisce il suo ciclo respiratorio
LA 4D - CT VIENE RICOSTRUITA IN 10 FASI ( 0% - 10% - ….90% )
Le immagini acquisite vengono scorporate e successivamente il computer
attraverso uno specifico algoritmo ne ricrea la successione associando ogni
singola immagine acquisita ad una specifica fase del ciclo respiratorio
“Phase Binning” (tipicamente sono 1000-1300 immagini)
SI OTTENGONO 10 SERIE DI IMMAGINI CHE RAPPRESENTANO
L’ ANATOMIA E LA POSIZIONE DEL TUMORE IN UNO SPECIFICO MOMENTO
DEL CICLO RESPIRATORIO
Le immagini vengono successivamente esportate al software di fusione
Velocity per il matching delle 10 serie + serie average ricostruita
FUSIONI DI IMMAGINI 10 SERIE TC
Il Tecnico Dosimetrista importa le 10 serie TC in Velocity e crea un ulteriore serie
«AVERAGE» corrispondente alla ricostruzione della mediana delle 10 fasi
4D – CT CONTOURING
Il Medico Radioterapista contorna GTV / CTV in
ognuna delle 10 serie CT
Vengono quindi definiti 10 GTV / CTV totali
4D – CT CONTOURING
I volumi GTV / CTV di ogni serie corrispondenti ad una fase diversa del ciclo
respiratorio vengono sovrapposti
L’ unione dei 10 GTV darà origine ad un ITV
l’ITV viene riportato sulla serie mediana AVERAGE
Il PTV è definito dall’espansione isotropica di 3 mm dell’ ITV
Terminata la fase di contouring del Medico Radioterapista
il Tecnico Dosimetrista esporta ITV – PTV verso il TPS
CONTOURING + FUSIONE DI
IMMAGINI
FASE DI IMPORT
FLUSSO INTERNO
FUSIONE TC RT – TC MDC
Nei trattamenti stereotassici delle lesioni epatiche sono
molto utili le informazioni ottenute dalla fusione tra
TC di planning e TC con MDC
Migliore definizione del Target e degli OAR
FUSIONE TC RT – TC MDC
La TC con MDC viene
importata su Velocity
per essere fusa con la
serie Average
La fusione Deformabile
consente di ottenere
maggiori informazioni
utili al contornamento
del target
PLANNING /REPLANNING + FUSIONE DI
IMMAGINI
FASE DI IMPORT
FLUSSO INTERNO
FUSIONE IMMAGINI TC :
SOMMA DOSI SU PDC DIVERSI
Il Tecnico Dosimetrista sul software
Velocity :
Associa ad ogni TC la
corrispondente RD
Effettua la registrazione tra le due
TC planning
Somma le RD di entrambe le TC
PLANNING /REPLANNING + FUSIONE DI
IMMAGINI
SOMMA DOSI SU PDC DIVERSI
Consente di valutare
i constraints di dose
OAR :
Irradiazione
stessa sede anatomica
in
tempi e/o posizioni
diverse
PLANNING /REPLANNING + FUSIONE DI
IMMAGINI
FUSIONE IMMAGINI TC CON
SOFTWARE DI CONTOURING AUTOMATICO
A
B
A
S
Planning
Fusione TC planning + Atlante anatomico per un nuovo trattamento
Replanning
Fusione TC planning + TC replanning dimagrimento del Pz e/o
cambiamento morfologico delle dimensioni neoplasia
ABAS : Atlas - Based Autosegmentation
E’ un programma di contouring automatico che utilizza atlanti
anatomici predefiniti
Mediante l’utilizzo di atlanti
l’algoritmo effettua più
deformazioni al fine di ottenere
una serie di RS da importare
sulla TC di planning
Export RS verso TPS
PLANNING + FUSIONE DI IMMAGINI
FASE DI EXPORT
FLUSSO INTERNO
Nei LINAC la disposizione delle lamelle del collimatore multilammellare DMLC
rispetto al Target e agli OAR consente la conformazione del campo di
irradiazione
I TPS permettono di seguire
il corretto posizionamento
delle lamelle attraverso
BEAM’S EYE VIEW DISPLAY
[BEV]
DIGITALLY RECONSTRUCTED RADIOGRAPH
[DRR]
BEAM’S EYE VIEW DISPLAY
[BEV]
E’ un’immagine bidimensionale del
campo dal punto di vista della sorgente
lungo l’asse centrale del fascio
Sono visibili le ROI
Consente di
sagomare DMLC
alla forma che il
target assume
nella proiezione
DIGITALLY RECONSTRUCTED RADIOGRAPHY
[DRR]
E’ una radiografia digitale calcolata dai dati
volumetrici della CT/SIM
Immagine planare del campo dal punto di vista della
sorgente lungo l’asse centrale dl fascio
In fase di planning fornisce
informazioni aggiuntive per conformare al
target un campo
DIGITALLY RECONSTRUCTED RADIOGRAPH
[DRR]
E’ un immagine di riferimento per ogni singolo campo
Viene utilizzata per verificare il corretto set-up confrontata con le immagini
portali [EPID]
Il Tecnico Dosimetrista esporta:
• DRR di tutti i campi al R&V
• DRR ortogonali all’IVIEW
PLANNING + FUSIONE DI IMMAGINI
FASE DI EXPORT
FLUSSO INTERNO
FUSIONE TC – US
US durante CT di simulazione
(Resonant Clarity)
Contouring
Planning
(dosimetrista /
fisico)
Export TC + PDC
verso stazione di
registrazione
Definizione PRV
Co - registrazione
TC /US
PLANNING + FUSIONE DI IMMAGINI
FUSIONE CT – US
FLUSSO INTERNO
ARCHIVIAZIONE DATI
FASE DI EXPORT
…IN PRINCIPIO ERA IL PACS…
Il PACS (Picture Archiving and Communication System) è un sistema di
archiviazione delle immagini utilizzato nelle strutture ospedaliere.
Esiste un PACS dedicato alla Radioterapia in grado di accogliere e gestire tutte le
informazioni della cartella di trattamento del paziente.
US
P
A
C
S
M
O
S
A
I
Q
D
A
T
A
Immagini
diagnostiche
RM
PET
TC
US
Immagini derivate
dalle tecniche
IGRT
CBCT
EPID
RS
D
I
R
E
C
T
O
R
Dati propri del
trattamento
RD
DVH
Gestione R/V
FLUSSO ESTERNO
CONDIVISIONE DATI
FASE DI EXPORT
CONDIVISIONE DATI
CLOUD STORAGE
PROGRAMMI QA
QA
Parametri
Valori M isurati
Valori di Riferimento e
Tolleranze
Risultato
nei limiti
allineamento laser
± 2 mm
SI
NO
spostamento laser mobili
± 2 mm
SI
NO
slice > 2 mm: ± 1 mm
slice £ 2 mm: ± 50 %
SI
NO
SI
NO
strato nominale (mm)
Spessore dello strato
Linearità’
0.75
1.18
1.5
1.59
3
3.09
6
6.04
acrilico
136.8
acqua
1.4
lexan
± 15
140
0
±4
114.8
116
± 15
teflon
911
950
± 50
nylon
111.6
100
± 15
-65
± 15
polietilene -51
TC
Valori del numero CT
Head
Body
3.9
100.1
Head 0 HU ± 4
Body 100 ± 1 5
SI
NO
Rumore di immagine
Head
Body
5
12.8
Head 4.5 HU ± 0.5
Body 11.5 ± 1
SI
NO
Uniformità del numero CT
5.7-4.6-3.9-3.9-3.1
Media
centro 2.5
4.18
± 2 HU
SI
NO
visibili
1.42 mm ± 0.10
SI
NO
visibili
SI
NO
± 2 mm
SI
NO
Risoluzione ad alto contrasto
7 visibili
1.405
6 visibili
Risoluzione a basso contrasto
posizionamento del supporto
paziente
deviazione della
posizione longitudinale =
..dal Manuale di
Qualità della TC
