Inżynier i Fizyk Medyczny 3/2017 vol. 6
137
radioterapia
/
radiotherapy
artykuł naukowy
/
scientific paper
implementacji krzywej MD = f (HU) do SPL: BRAIN, HEAD, H&N,
THORAX, ABDOMEN, T-SPINE. Przy użyciu tych protokołów ze-
skanowano fantom CIRS (Rys. 5) w układzie BODY i HEAD z roz-
szerzonym zestawem materiałów o wysokiej gęstości masowej,
a symulujących implantowane materiały np. ortopedyczne – alu-
minium, tytan, stainlesssteel.
Pomiary HU – fantom CIRS
Aby uzyskać krzywą kalibracyjną wiążącą HU ze względnymi gę-
stościami elektronowymi/gęstościami masowymi, należało ze-
skanować fantom charakteryzujący tkanki oraz materiały, które
mogą być implantowane. Fantom składa się z podstawy o gęsto-
ści zbliżonej do wody, która zawiera część symulującą wielkości
średniej miednicy oraz głowę. Obie części zawierają wymienne
pręty wykonane z różnych materiałów równoważnych tkanek
lub materiałów równoważnych implantom. Każdy z elementów
testowych jest opisany: ekwiwalentem tkanki, gęstością maso-
wą, gęstością elektronową (Rys. 6).
Fantom umieszczono w centrum gantry TK, starannie wyrów-
nując z laserami zewnętrznymi. Zeskanowano go za pomocą wy-
branych protokołów obrazowania przy użyciu napięcia 120 kV.
Pomiary wykonano dla dwóch skanerów TK – nowy system Phi-
lips Brilliance i stary system Siemens Open. Skanowanie i rekon-
strukcje obrazów wykonano tak jak były one zaimplantowane
dla poszczególnych protokołów, aby odtworzyć sytuację klinicz-
ną. W przypadku protokołu BRAIN i HEAD pomiary wykonano
również dla zestawu fantomu „HEAD”. Po rekonstrukcji obra-
zów, przy pomocy ROI (obszary zainteresowania), o powierzchni
dobranej do przekroju obiektów testowych, odczytano średnie
wartości liczb tomograficznych. Aby zminimalizować efekt obec-
ności artefaktów w obrazach i utwardzania wiązki promienio-
wania, wykonano wielokrotne skanowanie fantomu CIRS przy
różnych kombinacjach pozycji obiektów testowych, a wyniki
zostały uśrednione. Ten sam proces został powtórzony dla fan-
tomu CIRS wypożyczonego z innej jednostki NHS. Również po-
proszono o przesłanie wyników pomiarów dla innego systemu
TK tego samego producenta. W tym przypadku skanowany był
fantom RMI. Porównania dla różnych tomografów nie mogły być
wykonane dla materiałów o najwyższej gęstości – tytan i stal.
Wynikało to z głębokości informacji obrazowej (skala DICOM),
która może być przenoszona przez system TK – Siemens 12-bit
vs Philips 16-bit. W przypadku danych uzyskanych dla fantomu
RMI – materiał o najwyższej gęstości symulował gęstą kość. Taka
sama sytuacja miała miejsce dla fantomu CIRS wypożyczonego
z innej jednostki NHS.
Ostatecznie, także z przyczyn determinowanych charakte-
rystyką zainstalowanego systemu TK, porównano protokoły
ACS i protokoły ze stałym mAs (mA). Protokoły ze stałym mAs
(mA) zostały ustawione w systemie dla pacjentów o wymiarze
poprzecznym większym niż 45 cm dla obszarów miednicy i jamy
brzusznej.
Uzyskane konwersje HU-ED/MD zostały porównane mię-
dzy różnymi skanerami, fantomami, protokołami i położeniami
obiektów testowych. Wyznaczono charakterystyki wiążące gę-
stość masową (dla SPL Pinnacle v.14) z wartościami HU dla po-
szczególnych materiałów. Na rysunku 7 przedstawiono wyniki
pomiarów dla fantomu CIRS
(NX Hospital) dla dwóch syste-
mów tomograficznych: Phlips-
Brilliance i Siemens Sensation
Open, dla różnych protokołów
skanowania/rekonstrukcji:
PELVIS, THORAX, BRAIN – Sie-
mens oraz HEAD, ABDOMEN,
H&N, T-SPINE, dla fantomu
BODY i HEAD. (CIRS). Na tym
samym wykresie umieszczo-
no wyniki przesłane z innego
ośrodka, uzyskane dla fanto-
mu RMI i systemu TK Phillips.
Porównanie między tomogra-
fami było wykonane w zakresie do aluminium, ze względu na
12-bitową skalę DICOM i możliwość prezentacji HU od -1026 do
+3070, co jest niewystarczające dla materiałów o większej gę-
stości. Dane dla fantomu RMI były zebrane do gęstości repre-
zentujących gęstą kość. Wszystkie pomiary wykazywały ten
sam trend dla charakterystyk i do gęstości reprezentujących
tkanki miękkiej wykazywały dużą zgodność i maksymalne róż-
nice mniejsze niż 20 HU. Dla gęstej kości maksymalna uzyskana
różnica wyniosła między skanerami TK i protokołami skanowania
około 60 HU, a dla aluminium około 200 HU (Rys. 7).
W celu walidacji uzyskanych wyników, jako że znacząco odbie-
gały od pierwotnej charakterystyki zaimplementowanej w SPL,
wypożyczony fantom CIRS zeskanowano w tym samym schema-
cie, jak fantom przynależący do jednostki. Przykładowe wyniki
(BRAIN) dla systemu tomograficznego SIMENS pokazano w ta-
beli 2 i systemu tomograficznego Philips w tabeli 3. Przykłado-
we wyniki przedstawiono graficznie na rysunkach 8 i 9. Porów-
nanie zostało przeprowadzone w zakresie materiałów do gęstej
kości 1250 mg/cc. Maksymalna dyspersja dla wyników została
Rys. 6
Fantom CIRS – oznaczenie obiektów testowych
Źródło: Materiał własny.
