Raport końcowy: Weryfikacja i oszacowanie wybranych wskaźników ...
W3_PLRT: Weryfikacja
-
Upload
tomasz-piotrowski -
Category
Education
-
view
2.587 -
download
3
description
Transcript of W3_PLRT: Weryfikacja
![Page 1: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/1.jpg)
Podstawy planowania leczenia w radioterapii
Część III: Weryfikacja planu leczenia
Tomasz Piotrowski1,2
1 Zakład Elektroradiologii, Wydz Nauk o Zdrowiu, Akademia Medyczna, Poznań 2 Zakład Fizyki Medycznej, Wielkopolskie Centrum Onkologii, Poznań
![Page 2: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/2.jpg)
Ocena planu leczenia i jego odtwarzalności 1. System planowania leczenia - „wizualna”: graficzna interpretacja rozkładu dawki w ciele pacjenta, określanie jakościowe (dobrze/źle); - statystyczna: parametryczna ocena rozkładu dawki, analiza statystyk opisowych oraz zależności dawka-objętość; 2. Symulator RTG - odwzorowanie wirtualnego planu leczenia na pacjencie; - ocena poprawności odwzorowania na podstawie analizy zgodności obrazów DRR ze zdjęciami RTG; - weryfikacja odtwarzalności planu leczenia (potencjalne kolizje); 3. Aparat terapeutyczny - weryfikacja (każdorazowo) - ocena poprawności ułożenia pacjenta na podstawie: 1/ każdorazowo - zgodności punktów lokalizacyjnych (na ciele pacjenta) z układem centratorów laserowych, itp… 2/ zgodności obrazów EPID ze zdjęciami RTG lub DRR; - dozymetria kliniczna (zagadnienia nie poruszane w trakcie wykładu)
![Page 3: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/3.jpg)
TPS – ocena „wizualna” Ocena 2D rozkładu dawki na każdym ze skanów (w pł. transwersalnej)
![Page 4: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/4.jpg)
TPS – ocena „wizualna” Ocena rozkładu dawki: 2D - w każdej z trzech płaszczyzn (transwersalna, frontalna, sagitalna) oraz 3D - na powierzchni obszaru napromieniania i OAR.
![Page 5: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/5.jpg)
TPS – ocena „wizualna” Ocena lokalizacji wybranego zakresu dawki
![Page 6: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/6.jpg)
TPS – ocena „wizualna” Czy można jednoznacznie na podstawie graficznej interpretacji rozkładu dawki stwierdzić czy plan leczenia jest dobry? Co znaczy dobry? Może lepszy? Dlaczego lepszy?
? =
![Page 7: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/7.jpg)
TPS – ocena statystyczna 1. Podstawowe elementy statystyki opisowej wyrażone w [%] lub w [Gy].
- Volume - Dmin - Dmax - Dmean - Dmod - Dmed - STD
2. Analiza histogramowa zależności dawka-objętość - histogramy: kumulacyjny, różnicowy
![Page 8: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/8.jpg)
Statystyka opisowa Def. Statystyka opisowa to dział statystyki zajmujący się metodami opisu danych statystycznych uzyskanych podczas badania statystycznego. Celem stosowania metod statystyki opisowej jest podsumowanie zbioru danych i wyciągnięcie pewnych podstawowych wniosków i uogólnień na temat zbioru.
W naszym przypadku: Dane statystyczne – punkty pomiaru dawki w ciele pacjenta Badanie statystyczne – planowanie i kalkulacja rozkładu dawki w ciele pacjenta
Techniki statystyki opisowej: - opis tabelaryczny (przedstawia dane pomiarowe) - graficzna prezentacja wyników (m.in. histogram) - wyznaczanie miar rozkładu
![Page 9: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/9.jpg)
Statystyka opisowa Opis tabelaryczny i skatergram
Daw
ka [G
y]
![Page 10: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/10.jpg)
Statystyka opisowa D
awka
[Gy]
Daw
ka [G
y]
Box & wishes
Dawka [Gy]
Liczba detekcji
Dawka [Gy]
Histogram różnicowy
Transformacje skatergramu
![Page 11: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/11.jpg)
Statystyka opisowa Przekształcenie histogramu różnicowego na kumulacyjny
Określonej liczbie detekcji (tutaj - objętości) przyporządkowana jest określona wartość pomiarowa (tutaj – dawka)
Określona liczba detekcji (objętość) rejestrowana jest dla wartości pomiarowej (dawki) nie większej niż….
![Page 12: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/12.jpg)
Statystyka opisowa Miary rozkładu stosowane w analizie rozkładu dawki: 1. Miara tendencji centralnej rozkładu, to taka miara rozkładu, która określa położenie wartości centralnych rozkładu (wartości przeciętnych, średnich). Istnieje wiele definicji co tak naprawdę określić jako wartości przeciętne i każda z tych definicji to dana miara tendencji centralnej.
W Analizie rozkładu dawki stosuje się:
- średnią arytmetyczną - medianę - kwantyl rzędu 1/2 - modalną - wskazującą na wartość o największym prawdopodob.
![Page 13: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/13.jpg)
Statystyka opisowa Miary rozkładu stosowane w analizie rozkładu dawki: 2. Miara zróżnicowania rozkładu to taka miara rozkładu, która opisuje relację pomiędzy rozkładami różniącymi się zróżnicowaniem (rozproszeniem) wartości cechy wokół wartości centralnych.
W Analizie rozkładu dawki stosuje się:
- odchylenie standardowe - klasyczna miara zmienności, obok średniej arytmetycznej najczęściej stosowane pojęcie statystyczne. Odchylenie standardowe wartości cechy w populacji oznaczamy tradycyjnie przez σ i definiujemy jako pierwiastek kwadratowy wariancji.
Wariancja: Intuicyjnie utożsamiana ze zróżnicowaniem zbiorowości; jest średnią arytmetyczną kwadratów odchyleń poszczególnych wartości cechy od średniej arytmetycznej zbiorowości.
Estymacja od. standardowego populacji z próby losowej:
Odchylenie standardowe populacji skończonej:
![Page 14: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/14.jpg)
Statystyka opisowa Miary rozkładu stosowane w analizie rozkładu dawki: 2. Miara zróżnicowania rozkładu (odchylenie standardowe – cd) Odchylenie standardowe ma szereg własności, które powodują, że jest to miara bardzo przydatna w statystyce opisowej. Przede wszystkim jest ono wyrażone w tych samych jednostkach co wartości cechy (jeśli badamy rozkład dawki w Gy, to odchylenie standardowe również wyraża się w Gy).
W praktyce często zakłada się, że dane podlegają rozkładowi normalnemu. Jeśli to założenie jest uzasadnione, wówczas prawdziwe są poniższe stwierdzenia (reguła trzech sigm): - 68% wartości cechy leży w odległości od wartości oczekiwanej; - 95.5% wartości cechy leży w odległości od wartości oczekiwanej; - 99.7% wartości cechy leży w odległości od wartości oczekiwanej.
[Gy] [%]
![Page 15: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/15.jpg)
Statystyka opisowa Miary rozkładu stosowane w analizie rozkładu dawki: 3. Miara asymetrii rozkładu to taka miara rozkładu, która dostarcza informacji na temat symetryczności rozkładu.
Podczas wnioskowania statystycznego o rozkładzie dawki trzeba pamiętać o:
- Współczynniku skośności m –średnia arytmetyczna d – modalna s – odchylenie standardowe
Gdy: d >>> m lub mediana >>> m – rozkład prawostronny d <<< m lub mediana <<< m – rozkład lewostronny
Jedynie dla rozkładu symetrycznego (~normalnego) można stosować regułę trzech sigm na podstawie której, można określić jaka izodoza obejmuje obszar napromieniany (według zasady m+3s)
W każdym innym przypadku należy posługiwać się histogramem kumulacyjnym.
![Page 16: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/16.jpg)
Statystyka opisowa Zastosowanie trzech sigm (przykład – przeanalizować CTV i Bladder):
![Page 17: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/17.jpg)
Analiza histogramowa
Do omawianych wcześniej zagadnień statystyki opisowej należy uwzględnić:
- Informacje o dawkach tolerancji dla poszczególnych OAR (wykład 1) - Charakterystykę odpowiedzi poszczególnych OAR (wykład 1) - Priorytety terapeutyczne postawione przez lekarza radioterapeutę
Dopiero po uwzględnieniu powyższych informacji można stwierdzić czy plan leczenia jest dobry/zły oraz „pokusić” się o ewentualne porównanie kilku alternatywnych planów leczenia.
Powróćmy do zadanego wcześniej pytania i postarajmy się odpowiedzieć który z dwóch zaprezentowanych planów jest „lepszy” i czy oba plany są planami „dobrymi”
(Histogramy na kolejnych 2 slajdach)
![Page 18: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/18.jpg)
Analiza histogramowa
PTV
PTV
bladder
bladder
![Page 19: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/19.jpg)
Analiza histogramowa
FH
FH
rectum
rectum
![Page 20: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/20.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej 1. Symulator RTG i aparat terapeutyczny:
- odwzorowanie wirtualnego planu leczenia na pacjencie i kontrola odtwarzalności w trakcie napromieniania; - kontrola czytelności punktów lokalizacyjnych na skórze/masce; - kontrola zgodności kształtu/powierzchni napromienianego obszaru ciała pacjenta – przyleganie maski, odtwarzalność ułożenia, kontrola obrzęków/utraty masy ciała.
2. Wykorzystywane narzędzia:
- telemetr; - symulacja świetlna; - system laserów pozycjonujących (zakreślający kartezjański układ współrzędnych ze środkiem zlokalizowanym w punkcie izocentrycznym); - programy analizy zgodności obrazów DRR ze zdjęciami RTG i DRR/zdjęć z obrazami EPID;
![Page 21: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/21.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej Prosta weryfikacja zgodności pól – wybór porównywanych obrazów
![Page 22: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/22.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej Prosta weryfikacja zgodności pól – nakładanie obrazów
![Page 23: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/23.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej Prosta weryfikacja zgodności pól – wyrównanie
![Page 24: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/24.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej Prosta weryfikacja zgodności pól – ocena wizualna - przezroczystość
![Page 25: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/25.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej Prosta weryfikacja zgodności pól – obrys struktur anatomicznych na zdjęciu RTG
![Page 26: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/26.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej Prosta weryfikacja zgodności pól – ocena zgodności obrysu (zdj. RTG) z obrazem DRR
![Page 27: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/27.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej Prosta weryfikacja zgodności pól – ocena zgodności obrysu (zdj. RTG) z obrazem DRR
![Page 28: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/28.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej Prosta weryfikacja zgodności pól – ocena zgodności obrysu (zdj. RTG) z obrazem DRR
![Page 29: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/29.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej Prosta weryfikacja zgodności pól – EPID vs zdj. RTG
![Page 30: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/30.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej Prosta weryfikacja zgodności pól – EPID vs zdj. RTG
![Page 31: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/31.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej Prosta weryfikacja zgodności pól – EPID vs zdj. RTG
![Page 32: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/32.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej Analiza szczegółowa – EPID vs zdj. RTG
![Page 33: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/33.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej Jakie wartości akceptować
w trakcie RT? Wektor określony jako:
Aby móc uzyskać wektor przesunięcia należy wykonać co najmniej dwa zdjęcia EPID w różnych płaszczyznach (najlepiej prostopadłych do siebie)
W przypadku akceptowania przesunięcia w którejkolwiek z osi równego 4 mm uzyskujemy:
x = y = z -> v ~ 7mm
Na podstawie min. trzech serii pomiarowych można obliczyć błąd systematyczny i przypadkowy:
![Page 34: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/34.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej
Jakie wartości akceptować?
![Page 35: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/35.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej
![Page 36: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/36.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej
![Page 37: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/37.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej
![Page 38: W3_PLRT: Weryfikacja](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557e28fed8b42ae1408b53d6/html5/thumbnails/38.jpg)
Weryfikacja zgodności geometrycznej