Radioterapia jest jednym z najskuteczniejszych narzędzi w walce z rakiem. Polega ona na precyzyjnym dostarczaniu wysokoenergetycznego promieniowania w celu zmniejszenia lub zniszczenia guzów, przy jednoczesnym oszczędzeniu otaczających zdrowych tkanek. Słowem kluczowym jest tutaj precyzja. Bez idealnej dokładności radioterapia grozi uszkodzeniem struktur życiowych lub nieskutecznym celowaniem w komórki nowotworowe. Ten poziom precyzji nie jest przypadkowy — zaczyna się od obrazowania.
Obrazowanie medyczne jest kręgosłupem planowania radioterapii. Pozwala ono onkologom radioterapeutom i fizykom medycznym wizualizować guz, otaczające narządy i gęstość tkanek, aby dostosować unikalny plan leczenia dla każdego pacjenta. W tym miejscu wkracza DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine). Obrazy DICOM standaryzują sposób przechwytywania, przechowywania, przesyłania i przeglądania skanów, zapewniając spójność na różnych urządzeniach i systemach.
W tym artykule wyjaśnimy, jak obrazowanie wspiera planowanie radioterapii, jak działają obrazy DICOM w tym kontekście oraz jak mapowanie promieniowania zapewnia bezpieczne i skuteczne leczenie. Niezależnie od tego, czy są Państwo studentami, pracownikami służby zdrowia, czy osobami badającymi platformy radiologiczne, zyskają Państwo głębsze zrozumienie tego, jak obrazy radioterapii przekładają się na pomyślne wyniki.
Proces obrazowania jest fundamentalny dla radioterapii. Zanim jakiekolwiek wiązki zostaną skierowane na ciało, klinicyści muszą zlokalizować guz i zidentyfikować pobliskie zdrowe tkanki wymagające ochrony. Odbywa się to poprzez sesję symulacyjną, zazwyczaj obejmującą tomografię komputerową (TK), która tworzy szczegółowy model 3D anatomii pacjenta.
Skany TK są uważane za złoty standard w planowaniu radioterapii ze względu na ich doskonałą rozdzielczość przestrzenną i zdolność do ilościowego określania gęstości tkanek. Rezonans magnetyczny (MRI) jest często stosowany obok TK dla lepszej wizualizacji tkanek miękkich, zwłaszcza w przypadkach mózgu, rdzenia kręgowego lub miednicy. Skany PET mogą być również włączone w celu uwypuklenia metabolicznie aktywnych regionów w obrębie guza, oferując dodatkowe informacje o biologii nowotworu.
Te modalności obrazowania generują przekrojowe warstwy ciała, które po skompilowaniu tworzą kompleksową mapę anatomiczną. Mapy te pomagają klinicystom zidentyfikować makroskopową objętość guza (GTV), kliniczną objętość tarczową (CTV) i planowaną objętość tarczową (PTV), z których każda stanowi kluczowy element w definiowaniu miejsca i sposobu dostarczenia promieniowania.
Gdy pacjenci szukają zdjęć radioterapii, często chcą zrozumieć, jak wyglądają maszyny lub na czym polega proces. Jednak bardziej krytycznymi obrazami są te przechwycone wewnętrznie — skany diagnostyczne i planistyczne, które pozwalają na precyzyjne i bezpieczne leczenie.
DICOM to uniwersalny format używany do obsługi, przechowywania, drukowania i przesyłania informacji w obrazowaniu medycznym. Obejmuje zarówno format pliku, jak i protokół komunikacyjny. Wprowadzony na początku lat 90., DICOM stał się standardem branżowym w obrazowaniu radiologicznym i jest szeroko stosowany w szpitalach i klinikach na całym świecie.
W kontekście radioterapii DICOM wykracza poza samo przechowywanie obrazów TK lub MRI. Obejmuje specjalistyczne rozszerzenia znane jako obiekty DICOM RT. Należą do nich:
• Rtstruct: Definiuje zestawy struktur, takie jak guzy i narządy zagrożone.
• Rtplan: Zawiera techniczne szczegóły dotyczące sposobu dostarczania promieniowania.
• Rtdose: Przechowuje obliczony rozkład dawki w obszarze leczenia.
• Rtimage: Przechwytuje obrazy weryfikacyjne wykonane podczas leczenia.
Obrazy DICOM pozwalają wielu systemom — skanerom, oprogramowaniu do planowania leczenia i maszynom do dostarczania promieniowania — na bezproblemową komunikację. Skan wykonany na aparacie TK może zostać przesłany do oprogramowania planistycznego, gdzie rysowane są kontury, wykonywane są obliczenia dawki, a sfinalizowany plan jest eksportowany do akceleratora liniowego w celu realizacji.
Obrazy te i powiązane z nimi metadane zapewniają, że pacjent otrzymuje właściwą dawkę, we właściwym obszarze, z dokładnością do milimetra. Pozwalają również na archiwizację i przegląd danych dotyczących leczenia, co jest kluczowe dla zapewnienia jakości i długoterminowej obserwacji.
Proces planowania radioterapii to wysoce skoordynowana sekwencja kroków obejmująca radiologów, onkologów radioterapeutów, fizyków medycznych i dozymetrystów. Rozpoczyna się od fazy symulacji. W tej fazie pacjent jest pozycjonowany dokładnie tak, jak będzie podczas rzeczywistego leczenia, i mogą być używane urządzenia unieruchamiające, aby zapewnić powtarzalność. Następnie w tym ustawieniu wykonywana jest tomografia komputerowa.
Po uzyskaniu skanu jest on zapisywany w formacie DICOM i importowany do oprogramowania do planowania leczenia. Tutaj zespół medyczny identyfikuje i obrysowuje guz oraz przyległe narządy zagrożone. Ten krok jest znany jako konturowanie i jest krytycznie ważny. Nawet kilka milimetrów różnicy może oznaczać różnicę między skutecznym celowaniem w guz a uszkodzeniem zdrowej tkanki.
Po zdefiniowaniu struktur fizyk medyczny lub dozymetrysta rozpoczyna planowanie dawki. Celem jest maksymalizacja dawki promieniowania w guzie przy jednoczesnym zminimalizowaniu ekspozycji normalnych tkanek. Zaawansowane algorytmy obliczają optymalne rozmieszczenie wiązek promieniowania, aby osiągnąć tę równowagę. Parametry te są następnie zapisywane jako DICOM RTPLAN.
Obliczony rozkład dawki jest przechowywany jako plik DICOM RTDOSE, który zapewnia mapę 3D pokazującą, jak promieniowanie będzie deponowane w całym ciele. Onkolog radioterapeuta przegląda i zatwierdza te informacje przed wysłaniem ich do maszyny terapeutycznej.
Pliki DICOM RTIMAGE mogą być generowane podczas rzeczywistego leczenia w celu weryfikacji pozycji pacjenta i upewnienia się, że promieniowanie jest dostarczane zgodnie z planem. Ten etap weryfikacji jest kluczowy dla utrzymania dokładności leczenia w trakcie wielu sesji.
Mapowanie promieniowania odnosi się do wizualizacji rozkładu dawki promieniowania w ciele pacjenta. Jest to kluczowe dla zapewnienia, że przepisana dawka dociera do guza przy jednoczesnym ograniczeniu ekspozycji otaczających tkanek.
Systemy planowania leczenia mogą symulować zachowanie promieniowania podczas przechodzenia przez różne tkanki, wykorzystując dane ze skanów TK i MRI. Symulacje te uwzględniają właściwości fizyczne wiązki promieniowania i anatomię pacjenta.
Wynikiem jest trójwymiarowy rozkład dawki, często wizualizowany za pomocą oznaczonych kolorami linii izodoz. Linie te reprezentują obszary otrzymujące określony procent przepisanej dawki. Na przykład linia 100% izodozy powinna idealnie obejmować objętość guza, podczas gdy niższe procenty mogą rozprzestrzeniać się na przyległe obszary.
Pliki DICOM RTDOSE zawierają te informacje o mapowaniu. Podczas przeglądania w przeglądarce DICOM, takiej jak PostDICOM, klinicyści mogą badać każdą warstwę, obracać model i oceniać pokrycie dawką z wielu kątów. Zapewnia to, że plan leczenia spełnia cele kliniczne przed jego wykonaniem.
Zdjęcia radioterapii często skupiają się na maszynach lub gabinetach zabiegowych, ale mapowanie promieniowania oferuje głębszy obraz — taki, który pokazuje niewidzialne linie kierujące ratującym życie leczeniem.
 - Created by PostDICOM.jpg)
Użycie DICOM w radioterapii przynosi liczne korzyści, które bezpośrednio wpływają na bezpieczeństwo pacjenta, skuteczność leczenia i efektywność operacyjną.
Przede wszystkim DICOM zapewnia interoperacyjność. Niezależnie od używanego skanera lub wdrożonego oprogramowania do planowania, dopóki wszystkie systemy obsługują DICOM, dane mogą przepływać bezproblemowo. Pozwala to instytucjom na łączenie różnych urządzeń bez naruszania integralności przepływu pracy.
Po drugie, DICOM pozwala na standaryzowaną dokumentację i przechowywanie. Plany leczenia, obrazy i mapy dawek mogą być archiwizowane do przyszłego wglądu, umożliwiając klinicystom przeglądanie i porównywanie przeszłych terapii w przypadku nawrotu raka. Te dane historyczne są bezcenne w długoterminowym zarządzaniu chorobą nowotworową.
Co więcej, systemy oparte na DICOM umożliwiają zdalną współpracę. Radiolog w jednym mieście może konturować struktury, podczas gdy fizyk w innym może planować dawkę, wszyscy używając udostępnionych plików DICOM. Jest to szczególnie korzystne w wielodyscyplinarnych konsyliach onkologicznych i placówkach opieki zdrowotnej z ograniczoną wiedzą specjalistyczną na miejscu.
Platformy takie jak PostDICOM rozszerzają te zalety, oferując oparte na chmurze przeglądanie DICOM i narzędzia do współpracy. Dzięki PostDICOM zespoły opieki zdrowotnej mogą przesyłać, przeglądać, opisywać i udostępniać pliki radioterapii w czasie rzeczywistym. Oznacza to szybszy czas realizacji, mniej błędów i bardziej usprawniony proces opieki nad pacjentem.
Radioterapia jest potężną metodą leczenia, ale jej sukces zależy od dokładności i starannego planowania. Od wstępnego skanu TK lub MRI do złożonych algorytmów definiujących dostarczanie dawki, każdy krok opiera się na precyzyjnych danych obrazowych. DICOM umożliwia tę precyzję. Łączy maszyny, specjalistów i przepływy pracy w spójny system, który priorytetowo traktuje bezpieczeństwo pacjenta i skuteczność leczenia.
Zrozumienie, jak działa planowanie promieniowania z obrazami DICOM, jest niezbędne dla każdego, kto jest zaangażowany w onkologię lub radiologię. Odczarowuje to zakulisową pracę, która zamienia abstrakcyjne skany w możliwe do wykonania plany leczenia.
Niezależnie od tego, czy są Państwo profesjonalistami poszukującymi zaawansowanych narzędzi, czy instytucją szukającą lepszego sposobu zarządzania obrazowaniem medycznym, PostDICOM oferuje solidne rozwiązanie. Proszę wypróbować bezpłatną wersję próbną PostDICOM już dziś i doświadczyć przyszłości opartego na chmurze obrazowania i planowania radioterapii.
