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Garantía de Calidad de las Imágenes de Resonancia Magnética y su Impacto en la Protección Radiológica del Paciente
en Radiocirugía Estereotáctica Intracraneal
Miguel Martín Landrove Centro de Física Molecular y Médica, Facultad de Ciencias, UCV
Centro de Visualización Médica, Instituto nacional de Bioingeniería, UCV Centro de Diagnóstico Docente Las Mercedes Caracas, Venezuela
INTRODUCCIÓN
• La radiocirugía estereotáctica intracraneal se apoya fundamentalmente en imágenes de resonancia magnética, sobretodo en la detección y delimitación de lesiones tumorales.
• Las imágenes de resonancia magnética presentan distorsiones que deben ser evaluadas para convalidar su uso en la radiocirugía, donde la precisión es del orden de 0.3 a 0.5 mm.
• De manera similar la lesión debe ser segmentada de la manera más objetiva posible para garantizar la efectividad del tratamiento o el control tumoral.
• Se deben establecer procedimientos que garanticen la correcta colocación del marco estereotáctico, la calidad de los planes de tratamiento y entrega de dosis.
LA PROTECCIÓN RADIOLÓGICA DEL PACIENTE SE OPTIMIZA SI LA CALIDAD DE LA IMAGEN DE RESONANCIA MAGNÉTICA ES GARANTIZADA
CAUSAS DE LA DISTORSIÓN EN LA IMAGEN DE RESONANCIA MAGNÉTICA
• Limitaciones del sistema • Inhomogeneidad del campo B0. • Descalibración de los gradientes de campo magnético. • Distorsiones del campo magnético debidas a
corrientes parásitas inducidas. • No linealidad de los gradientes de campo magnético
• Asociados al paciente
• Efectos de corrimiento químico. • Variaciones de la susceptibilidad magnética nuclear en
los tejidos del paciente.
Despreciable en equipos modernos
CAUSAS DE LA DISTORSIÓN EN LA IMAGEN DE RESONANCIA MAGNÉTICA
• Limitaciones del sistema • Inhomogeneidad del campo B0. • Descalibración de los gradientes de campo magnético. • Distorsiones del campo magnético debidas a
corrientes parásitas inducidas. • No linealidad de los gradientes de campo magnético
• Asociados al paciente
• Efectos de corrimiento químico. • Variaciones de la susceptibilidad magnética nuclear en
los tejidos del paciente.
Adecuada calibración de los gradientes de
campo
CAUSAS DE LA DISTORSIÓN EN LA IMAGEN DE RESONANCIA MAGNÉTICA
• Limitaciones del sistema • Inhomogeneidad del campo B0. • Descalibración de los gradientes de campo magnético. • Distorsiones del campo magnético debidas a
corrientes parásitas inducidas. • No linealidad de los gradientes de campo magnético
• Asociados al paciente
• Efectos de corrimiento químico. • Variaciones de la susceptibilidad magnética nuclear en
los tejidos del paciente.
Despreciable en sistemas con gradientes activamente blindados o mediante técnicas de
pre énfasis
• Debida a no linealidades en los gradientes de codificación de fase y frecuencia.
• Errores de 4 – 5 mm en 20x20 FOV. • Corregible a 1 mm cerca del isocentro en la
reconstrucción.
DISTORSIONES DEBIDAS A LA NO LINEALIDAD DEL GRADIENTE
• Debida a no linealidades en el gradiente de selección de corte.
• Errores de 4 mm en cortes a 10 cm del isocentro en 20x20 FOV.
• Muy difícil de corregir en técnicas 2D y pequeñas distorsiones en técnicas 3D
DISTORSIONES DEBIDAS A LA NO LINEALIDAD DEL GRADIENTE
DISTORSIONES DEBIDAS A LA NO LINEALIDAD DEL GRADIENTE
• Debida a no linealidades en el gradiente de selección de corte.
• Errores menores que en los casos anteriores. • Muy difícil de corregir en técnicas 2D y
pequeñas distorsiones en técnicas 3D
CONSTRUCCIÓN DE UN MANIQUÍ PARA DETERMINAR LA RESOLUCIÓN ESPACIAL Y DISTORSIÓN GEOMÉTRICA DE LAS IMÁGENES DE TOMOGRAFÍA AXIAL COMPUTARIZADA – RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR EMPLEADAS PARA LA PLANIFICACIÓN DE TRATAMIENTOS EN RADIOCIRUGÍA ESTEREOTÁCTICA
CON GAMMA KNIFE. Juan Noguera – Miguel Martín Landrove
CONSTRUCCIÓN DE UN MANIQUÍ PARA DETERMINAR LA RESOLUCIÓN ESPACIAL Y DISTORSIÓN GEOMÉTRICA DE LAS IMÁGENES DE TOMOGRAFÍA AXIAL COMPUTARIZADA – RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR EMPLEADAS PARA LA PLANIFICACIÓN DE TRATAMIENTOS EN RADIOCIRUGÍA ESTEREOTÁCTICA
CON GAMMA KNIFE. Juan Noguera – Miguel Martín Landrove
EVALUACIÓN DE LA DISTORSIÓN DEBIDA AL PACIENTE DE IMÁGENES DE RESONANCIA MAGNÉTICA EN RADIOCIRUGÍA ESTEREOTÁCTICA
INTRACRANEAL José Mielgo – Miguel Martín Landrove
EVALUACIÓN DE LA DISTORSIÓN DEBIDA AL PACIENTE DE IMÁGENES DE RESONANCIA MAGNÉTICA EN RADIOCIRUGÍA ESTEREOTÁCTICA
INTRACRANEAL José Mielgo – Miguel Martín Landrove
COLOCACIÓN VIRTUAL DEL MARCO ESTEREOTÁCTICO EN LA RADIOCIRUGÍA ESTEREOTÁCTICA
Christiam Mena – Ernesto Coto – Miguel Martín Landrove
Paddick I: A simple scoring ratio to index the conformity of radiosurgical treatment plans. J. Neurosurg (Suppl 3) 93: 219–222, 2000
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donde es el volumen del blanco
en el interior del volumen de la isodosis
prescrita . En un plan ideal se tiene:
y entonces 1
PIV PIV PIVPaddick
PIV
PVI Paddick
TV TV TVCI
PIV TV PIV TV
TV
PIV
TV PVI TV CI
DETERMINACIÓN DE ÍNDICES DE CONFORMIDAD PARA LA EVALUACIÓN DE PLANES DE TRATAMIENTO 3D EN RADIOCIRUGÍA
ESTEREOTÁCTICA INTRACRANEAL Juana Salcedo – Miguel Martín Landrove
Indice de Conformidad de Paddick
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
Ind
ice d
e G
rad
ien
te d
e D
osis
PIV
1/2
PD/P
IVP
D
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
4
3
3
2
10
0-1
0
10
-1
-3
-4
-2
-3
Rango
-4 -2 0 2 4
Fre
cu
en
cia
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0.3912
OPTIMIZACIÓN DE LOS PLANIFICADORES EN EL SERVICIO DE RADIOCIRUGÍA ESTEREOTÁCTICA. FIGURAS DE MÉRITO
VERIFICACIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN DE DOSIS EN EL ISOCENTRO DE UN GAMMA KNIFE MEDIANTE DOSIMETRÍA DE GEL DE AGAROSA
Carlos Arévalo– Miguel Martín Landrove
SEGMENTACIÓN MULTICANAL DE TUMORES CEREBRALES EN IMAGENOLOGÍA DE RESONANCIA MAGNÉTICA CON AUTÓMATAS CELULARES PARALELIZADOS EN GPU Antonio Rueda – Rhadames Carmona – Wuilian Torres - Miguel Martín Landrove
Simulación con TUMORSIM
Prastawa, M.; Bullitt, E.; Gerig, G. Simulation of Brain Tumors in MR Images for Evaluation of Segmentation Efficacy.Medical Image Analysis vol. 13, No. 2, pp. 297–311, 2009
CONCLUSIONES
• Se desarrolló maniquí para evaluación de las distorsiones en la imagen tanto en tomografía cómo en resonancia.
• Se desarrolló un procedimiento para evaluar las distorsiones en la imagen de resonancia debidas al paciente y equipo.
• Se desarrolló un software para la colocación en forma virtual del marco estereotáctico que a futuro permitirá su colocación asistida por imágenes.
• Se establecieron procedimientos de optimización de la conformidad de dosis en los planes de tratamiento de radiocirugía estereotáctica.
• Desarrollos de algoritmos de segmentación de lesiones tumorales en imágenes de resonancia, línea que se encuentra en continua evolución.
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