PET,MR….

Image Fusion (PET,MR….) ın önemi,
Tedavi Planlamasındaki etkisi
Dr. Tülay Ercan
Özel Gayrettepe Florence Nightingale Hastanesi
UROK X.
Antalya-Nisan 2012
Sunum akışı
 Neden çok modelli görüntüleme?
 Görüntüleme sistemleri (CT,MRG,PET,US)
 Tedavi planlamasında karşılaşılan sorunlar için örnekler.
10 May 2012
2
Radyasyon Onkolojisinde neden
çok modelli görüntüleme
10 May 2012
3
10 May 2012
UROK 2012
4
10 May 2012
5
10 May 2012
6
10 May 2012
7
10 May 2012
8
10 May 2012
9
10 May 2012
10
Hedeflemede gözlemci değişkenliği
 Hedefi doğru ve kesin tanımlama 3DRT ve IMRT de önemlidir.
 Gözlemci değişikliği radyasyon tedavisinde geometrik
belirsizliklerin en büyük kaynağıdır. Weiss E, and Hess CF.
Strahlenther Onkol 2003, 179
 Gözlemciler arasında görüş değişkenliği hareket ve set-up için
gerekli marjın artmasına sebep olur
10 May 2012
11
KAYIT ve FUZYON
Birden fazla görüntüleme yöntem verilerinin bir hastanın referans
koordinat sistemi üzerine kaydedilmesine Kayıt
ve ardından hastanın daha eksiksiz bir temsilini elde etmek için
birleştirilmesine Fuzyon denir.
Marc L Kessler, PhD and Kelvin Li, MS
Department of Radiation Oncology, The University of Michigan
3D Conformal Radiation Therapy and Intensity Modulated Radiation Therapy: Physics and Clinical Considerations. Advanced
Medical Publishing; 2001.
10 May 2012
12
FUZYON’da AMAÇ
 BT, MRG, PET, SPECT ve ultrason görüntüleme
tekniklerinde görüntü birleştirmenin amacı, her
yöntemin güçlü yönünden faydalanarak hedefi daha iyi
belirlemektir.
10 May 2012
13
BT
 Bilgisayarlı tomografi üç-boyutlu bir hasta modelinin yapılandırılmasında
uzaysal uygunluk için altın standart olarak kabul edilir.
 BT de uzaysal çözünürlük düşük olsa da son derece iyi kontrast
çözünürlüğe sahip
 TPS doz hesaplama, doku yoğunluk bilgisi, geometrik doğruluk ve elektron
yoğunlukları ile doğru doz hesaplaması
 DRRs
 Masa üstü, immobilizasyon
 Pozisyonlama için lazer kullanımı
 Çok kesitli tarayıcılar ve 4DCT tarayıcılarla hareket sorunlarının
aşılmasını sağlar
 Başka modellemelerin görüntü kaydı için temel görüntü (MR, SPECT, PET)
10 May 2012
14
MRG
 MRG TPS de radiosurgery amaçlı (Fabrikant et al. 1985)
Beyin tümörlerinin radyoterapi planlamasında hedef volümün MRI ile
tanımlanmasıyla volümde ortalama %30 azalma olduğunu bildirilmiştir
 MRG RT(Fraass et al. 1987)
 MRG brachy (Houdek et al. 1989)
 MRG simulatör (Mizowaki et al. 1996 Japan)
 MRG simulatör (Krempien et al. 2002 Bristol,Heidelberg, Chen 2004
Philadelphia)
10 May 2012
15
MRG
 Mükemmel bir yumuşak doku kontrastı sebebiyle BT ye göre avantaj
sağlar (Khoo).
 Geniş bir aralıkta MR darbe dizileri arasında çeşitli görüntü kontrastı
artırılabilir. Bu sayede ödem yağ gibi dokuları ayırt edebilme kolaylaşır.
 MR görüntüleri bazı dokular için doğrudan daha iyi görselleştirme sunan,
sagital ve koronal düzlemler boyunca elde edilebilir.
 Tedavi planlamasındaki çeşitli sınırlamalar tek başına MRG verilerinin
kullanımını engellemiştir . MRG Gamma Knife radyocerrahi tedavi
planlaması için kullanılmaktadır.
 Bu sınırlamalar: MRG kortikal kemik sinyal eksikliği ve görüntü yoğunluk
değerleri, elektron veya fiziksel yoğunluk ile ilişkilidir (Fraass, Schad).
 Genel olarak, radyoterapi planlaması için MRG uygulaması beyin, kafa
tabanı, serviks, karaciğer ve bazı prostat kanserleri sayılabilir.
10 May 2012
16
PET’in RTP’da kullanımı
 2000
9 yayın
 2005 sonlarında
187 yayın
 2010 Haziran sonunda
565 yayın aynı anahtar
kelimeyi kullanmış
Vincent Gregoire, Arturo Chiti
Volume 96 September 2010 275-276 Radiotherapy &Oncology
10 May 2012
17
PET/SPECT
 PET ve SPECT biyolojik olarak aktif tarayıcıları taşıma ve biriktirme ile
görüntülemeye izin verir.
 PET ve SPECT çalışmaları anatomik bilgiden ziyade fizyolojik bilgi sağlar.
Bu modalitelerden elde edilen veriler tümör metabolizması hakkında önemli
bilgiler sağlayabilir.
 Hasta takibinde PET görüntülemenin yararlı olduğu kanıtlanmıştır. Tümör nüksü ve
radyasyon nekrozu ayrımı (Doyle).
 Tedavi planlaması için SPECT bilgisi hüzme yönlendirmesine karar vermeye
yardımcı olmada bölgesel akciğer fonksiyon göstermek (Marks), ve radyoaktif
mono-klonal antikor dağılımı ölçmek için kullanılmaktadır (Koral).
 Fonksiyonel PET görüntüleri farklı amaç ve farklı stratejiler için RT
planlamasında kullanılabilir.
 Birinci strateji, PET görüntüleme verileri daha iyi hedef hacim belirlenmesine
yardımcı olur.
 İkinci strateji, daha yüksek dozla tedavi edilebilecek radioresistans bölgelere
dose painting uygulanmasında. Daniela Thorwarth , Xavier Geets , Marta Paiusco
Radiotherapy and Oncology 96 (2010) 317–324
10 May 2012
18
US
 Ultrason görüntülemede doku görüntülemesi için elektromanyetik
enerji yerine mekanik (ses) enerjisi kullanılır.
 Ultrason önemli avantajları arasında gerçek zamanlı görüntüler
elde edilmektedir.
 Cihaz nispeten küçük ve iyonize radyasyon içermez.
Ultrason ile üç boyutlu veri toplama da artık mümkün.
Radyoaktif kaynak yerleştirme ve prostat için sınır tanımı
(Narayana, Pathak).
 Doku-kemik, doku-hava arabirimlerinde etkili yansıma dezavantaj
yaratabilir
10 May 2012
19
Tedavi Planlama
10 May 2012
20
CT sayısının ölçümü
10 May 2012
21
Değişen seviyenin etkisi
W=500, L=0
Griler su da merkezlenmiş
W=500, L=-700,
Griler akciğer yoğunluğunda
merkezlenmiş
10 May 2012
22
Hasta karakteristiği
 Yabancı metalik malzemeler
 Çizgiler, foton saçılımı
 Protezler, diş dolguları, stereotaktik çerçeveler, implantlar
 Görüş alanı dışındaki anatomi (FOV)
10 May 2012
23
Çizgilenme foton açlığı
 Çizgi artifaktları belli projeksiyonlar için dedektöre düşük
sinyal ulaşması sebebiyle olabilir (örn. Omuzlar sebebiyle
lateral görünümden)
10 May 2012
24
Nefes Kontrolü
10 May 2012
25
RTP’da BT hareketlerinin oluşturacağı artifaktlar
 Hem hedef hem de normal dokuların hatalı
lokalizasyonuna
 Organ ve ara yüzeylerin kenarlarında bulanıklık
 Hedef ve normal dokuların yanlış çizilmesine
 Geometrik kayıp
 Doz hesaplamada hatalar, DVHs
 Bunun için gerektiğinde 4D görüntüleme ve IGRT
10 May 2012
26
RT planlaması için geniş çaplı görüntüleme sistemi
85cm çaplı
10 May 2012
70cm çaplı
27
Lokalizasyon: Düşük kontrast çözünürlüğü
Aynı azaltma katsayısına sahip dokularda tümörü
tanımlamadaki zorluk
TÜMÖR NEREDE????
10 May 2012
28
Birçok tümör tipleri için ,
klinik patolojik çalışmalar
göstermiştir ki fonksiyonel ve
yapısal görüntüleme verileri
olduğunda tümör bilgisinin
tahmini daha doğru olarak
yapılabilmektedir.
10 May 2012
29
10 May 2012
30
PET sistemlerinin imaj kalitesi
 Uzaysal boyut çözünürlüğü dedektörü boyutu ile
(4 ile 6mm) sınırlı
 Temporal çözünürlük- elde etme zamanına bağlı
 Sinyal gürultü oranı, uzaysal rezolusyon, enerji rezolusyonu,
sensitivity vs
 Dedektör tipine
 Dedektör sayısına
 Rekonstrüksiyon algoritmasına
 2D vs 3D bilgi toplama
 Açıklık büyüklüğu- 70cm standart; 85cm büyük delik
10 May 2012
31
FDG’nin fizyolojik (uptake) alımı
 Beyin, böbrekler, mesane, miyokardium, bezler
 Kas uptake (alımı)- egzersiz veya stres kaynaklı aktivite
 Kemik iliği - post-kemoterapi
 Kahverengi (adipose) yağ- supra-klavikula bölgede adipose yağlenf nodu tutulumu için yanlış pozitif
10 May 2012
32
Metalik implantlar
 CT’de, metaller yüksek CTsayıları ile verilirler.
 CTAC’nın kullanımı, FDG alımının beklenenin üstünde yanlış
tutulum gibi düşünülmesine yol açar.
10 May 2012
33
Kontrast madde
 BT kontrastı metal implantlarda oluşan artifaktlara benzer
görüntüler yaratır.
10 May 2012
34
Solunum hareketi
 CT ve PET’in solunum fazlarındaki farklılıkları, CTAC
kullanıldığında artifaktlar oluşturur.
10 May 2012
35
PET görüntüleri- azaltma katsayısı
Özellikler (AC yok)
•
Akciğerler sıcak görünür
•
dış yüzeye göre iç yüzeyde aktivite
AC yok
AC var
azalması (örn.karaciğer)
•
aynı zamanda cilt nispeten sıcak.
10 May 2012
36
Kesme artifakları
 BT FOV u PET FOV un dan daha küçük olduğu zaman meydana gelir.
 Hasta BT FOV unun dışına taşarsa
 PET rekonstiksiyonu kesme bölgesinde azaltma düzeltmesine gerek
olmadığını farzeder>>>>>>>> beklenenden az PET aktivitesi
 Saha çizgileri BT dışında>>>>>>>>beklenenden daha az PET aktivitesi
10 May 2012
37
4D PET-CT
 4D PET-CTçalışmaları
önem kazanmıştır
 Volüm tanımlama ve
hacim üzerindeki etkisi
 CTAC uygulandığında
voksel yoğunluğu
belirlenmesinde daha
doğru
10 May 2012
38
Atelektazi mevcut iken PET target volüm çizimini
etkileyebilir.
PET tümör ve arasındaki sınır ayırmak için yardımcı olur.
10 May 2012
39
PET teknolojisindeki son gelismeler
• Kombine PET-MRI tarayıcıları
• PET-MRI ın potansiyel avantajı
• Daha iyi yumuşak doku kontrastı
• Anatomik hem de fonksiyonel MRI
(örneğin, farklı süreçleri ölçmek) ile
işlevsel PET birleştirebilirsiniz
• Daha iyi yumuşak doku kontrastı
• Her iki yöntemin aynı anda alınması
• Hiçbir CT X ışını dozu yok
10 May 2012
40
Sonuç
 Birden fazla görüntüleme yöntemi birleştirilerek
konformal ve IMRT tedavisinde başarıya ulaşmak
mümkündür. Bu sebepten hedefin veya risk altındaki
organların yetersiz görüntülendiği bir yöntem yanında
güçlü bir yöntemden faydalanılmalıdır.
 Seri görüntüleme çalışmalarının füzyonu tedavide
tümörün yanıt ve organ hareket analizi gibi
belirsizliklerin ortadan kaldırılmasına ve
değerlendirmesinde de yararlıdır.
10 May 2012
41