- / -

Εισαγωγή: Η ικανότητα ανίχνευσης της οστικής νόσου σε πρώιμο στάδιο αποτελεί ένα σημαντικό βήμα στην αντιμετώπιση τόσο των κακοήθων όσο και των καλοήθων κλινικών καταστάσεων. Οι σπινθηρογραφικές μέθοδοι απεικόνισης ως ιδιαιτέρως ευαίσθητες στην πρώιμη ανίχνευση των οστικών νόσων και ως παρέχουσες λειτουργικές πληροφορίες σε συνδυασμό με το χαμηλό κόστος και τη δυνατότητα απεικόνισης ολόκληρου του σκελετού με ελάχιστη ακτινοβόληση, αποτελούν σε πολλές περιπτώσεις τις μεθόδους εκλογής έναντι των ακτινολογικών μεθόδων οι οποίες σε γενικές γραμμές υπερέχουν ως προς την ειδικότητα. Σκοπός: Η παρούσα μελέτη στοχεύει να καταγράψει την επιπλέον συνεισφορά της τομογραφικής μελέτης στην πρώιμη εντόπιση των βλαβών της σπονδυλικής στήλης σε σχέση με το απλό σπινθηρογράφημα οστών με απώτερη στόχευση να ερευνηθεί πιθανή καθιέρωσή της ως εξέτασης ρουτίνας. Δευτερεύουσα στόχευση αποτελεί η επιβεβαίωση της συνεισφοράς της τομογραφικής μελέτης στη λεπτομερέστερη περιγραφή της ανατομικής θέσης της βλάβης που είναι ενδιαφέρουσα εξαιτίας της πολύπλοκης ανατομικής δομής των σπονδύλων. Η μελέτη αφορά σε ασθενείς με πόνο στη σπονδυλική στήλη αδιάγνωστο τόσο από την κλινική εξέταση όσο και από τις κλασικές ακτινολογικές μεθόδους. Υλικό-Μέθοδος: Μελετήθηκαν 87 ασθενείς ηλικίας 10-80 χρόνων εκ των οποίων 43 ήσαν άνδρες και 44 γυναίκες, με κοινό χαρακτηριστικό τους επίμονο και αδιάγνωστο πόνο της σπονδυλικής στήλης και οι οποίοι στα πλαίσια της διερεύνησης του πόνου θα υποβάλλονταν σε απλό σπινθηρογράφημα οστών. Από τους ασθενείς αυτούς 16 έπασχαν από καρκίνο, 16 από βρουκέλλωση 20 από διάχυτα οστικά άλγη και 35 από οσφυαλγία. Στους ασθενείς αυτούς 2.5-3 ώρες μετά την ενδοφλέβια χορήγηση του ραδιοφαρμάκου (99mTc-MDP) λαμβάνονταν ολόσωμα σπινθηρογραφήματα οστών. Αμέσως μετά οι ασθενείς υποβάλλονταν σε τομογραφική σπινθηρογραφική μελέτη με περιοχή ενδιαφέροντος τη σπονδυλική στήλη. Αποτελέσματα: Τα αποτελέσματα ανέδειξαν ότι στην τομογραφική μελέτη 55 στους 87 ασθενείς (63.2%) είχαν σαφή παθολογικά ευρήματα στη σπονδυλική στήλη έναντι μόνο 22 (25.2%) ασθενών με σαφή παθολογικά ευρήματα και 15 (17.2%) με αμφίβολα ευρήματα που ανέδειξε η απλή σπινθηρογραφική μελέτη. Σε γενικές γραμμές η διαφορά αυτή καταγράφεται και στις τέσσερις κατηγορίες ασθενών ενώ σε κάθε περίπτωση ο ανατομικός εντοπισμός της βλάβης υπήρξε ακριβέστερος. Συμπέρασμα: Το υπερδιπλάσιο ποσοστό θετικών τομογραφικών μελετών -έναντι των απλών-, ο ακριβέστερος ανατομικός εντοπισμός και η απουσία της παραμικρής επιπλέον ακτινολογικής επιβάρυνσης καθιστά αναγκαία την καθιέρωση της τομογραφικής μελέτης ως εξέτασης ρουτίνας σε συνδυασμό πάντοτε με το ολόσωμο σπινθηρογράφημα οστών. / Introduction: The diagnosis of bone disease in early stage is an important step for the treatment of malignant and benign clinical conditions. Nuclear Medicine methods are superior than the radiographics ones due the high sensitivity in the early detection of bone disease and the functional informations they offer. Considering the low cost, the ability of low radiation whole-body imaging and the high sensitivity it is obvious why Nuclear procedures are consist of methods of choice, although radiographic ones appear to produce higher specificity. Purpose of the study: The purpose of this study is to find out the extra contribution of SPECT imaging to the early detection of spinal lesions in comparison with planar imaging and the possibility to be established as a method of routine. Another purpose of this study is to confirm the contribution of SPECT imaging, in order to determine the particular localisation of the lesions. In this study we investigate patients with back pain, which was unconfirmed by clinical or/and radiographic examination. Material and Methods: 87 patients were studied (43males, 44 females) with an age range between 10-80 years. All of them suffered from persistent back pain which remained undiagnosed through physical examination and X-ray imaging. These patients were referred to undergo a planar imaging. A total of 16 were suffering from malignant disease, 16 from brucellosis, 20 from diffuse bone pain and 35 from backache. Between 2.5 and 3 hours after intravenous administration of radiopharmaceutical substance (99mTc-MDP), planar whole-body scans and SPECT studies (with the spine as region of interest) were obtained. Results: In the planar scans we identified 22 (25.2%) patients with marked lesions and 15 (17.2 %) with questionable findings, while in the SPECT studies 55 (63.2%) patients with marked lesions and no questionable finding. In general this difference refers to all four categories of patients and whenever were existed pathological findings the anatomical localisation of the lesions was more accurate. Conclusions: The higher sensitivity, the accuracy in anatomical localisation and the absence of any extra radiation charge makes the establishment of SPECT imaging necessary as a routine method in combination with whole-body planar scan.

- / -

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η Ανάπτυξη βάσης δεδομένων για ασθενείς που προέρχονται από τη θεραπεία της ακτινοθεραπεία, προκειμένου να εκτελέσει ακτινοβιολογικές μελέτες για τον προσδιορισμό και την εφαρμογή των ακτινοβιολογικών παραμέτρων στην κλινική πράξη. Στη συγκεκριμένη Διπλωματική εργασία θα πρέπει να εξεταστούν τα χαρακτηριστικά των κλινικών δεδομένων που έχουν συλλεχθεί στο πλαίσιο των γυναικολογικών καρκίνων του τμήματος Επιδημιολογίας του Ινστιτούτου Καρολίνσκα. Να δημιουργηθεί μια βάση δεδομένων ασθενών, η οποία θα είναι σε θέση να ομαδοποιεί τα στοιχεία των ασθενών που, και να εξάγει τα απαραίτητα στοιχεία (στην κατάλληλη μορφή) για την εκτέλεση ακτινοβιολογικών μελέτών. Να ληφθεί υπόψη για την ανάγκη ότι αυτή η βάση δεδομένων θα ενημερώνεται συνεχώς με νέα στοιχεία, προκειμένου να βελτιωθεί η κλινική πληροφορία που χρησιμοποιούνται σήμερα και να αξιολογήσει τον αντίκτυπο των νεότερων τεχνικών ακτινοβολίας κατά τις τρέχουσες τεχνικές που εφαρμόζονται. Το τελικό αποτέλεσμα της εργασίας θα είναι μια έκθεση η οποία περιγράφει την ανάπτυξη και το σχεδιασμό μιας βάσης δεδομένων και θα συνοψίζει τα αποτελέσματα. Για την κατασκευή της Βάσης δεδομένων, θα χρησιμοποιηθεί ανοιχτού κώδικα λογισμικό όπως PHP και MySQL καθώς και άλλα προγράμματα στο περιβάλλον των windows. / The purpose of this thesis is to Development of a patient database from radiotherapy treatment in order to perform radiobiological studies for the determination and implementation of radiobiological parameters in the clinical practice. In this thesis should the characteristics of the clinical data that have been collected in the framework of the gynecological cancers of the Epidemiology department of Karolinska Institutet. To create a patient database, which will be able to group the patients based on different criteria, and export the necessary data (in the proper format) for performing radiobiological studies. To account for the need that this database will be continuously updated with new data in order to improve the clinical information currently used and test the impact of newer irradiation techniques against the current techniques applied. The final outcome of the thesis will be a report that describes the development and design of a database and summarize the results. For the development of database, we used open source software like PHP and MySQL and other programs in the environment of windows.

3d αναπαράσταση με παράλληλη επεξεργασία μέσω Matlab / 3D cone beam representation using Matlab

- / -

- / -

- / -

La Tomographie par Émission de Positon (TEP) combinée à l'imagerie scanner est intéressante pour la planification de traitement en radiothérapie. Elle réduit la variabilité inter et intra-observateur dans la définition du volume cible et permet de visualiser les hétérogénéités biologiques. Plusieurs algorithmes de segmentation ont été proposés mais aucun ne fait consensus. Pour valider ces algorithmes, les simulations de Monte-Carlo offrent la possibilité de maîtriser la vérité terrain et l'ensemble des paramètres d'acquisition.Nous avons proposé plusieurs méthodologies d'amélioration du réalisme des simulations. Des jeux de données présentant une variabilité anatomique, une hétérogénéité tumorale réaliste et intégrant les mouvements respiratoires ont ainsi été générés.Ces données ont été utilisées dans une première étude sur la segmentation du volume cible. Plusieurs algorithmes ont été comparés dans le cadre de la planification de traitement. L'utilisation de données simulées a permis de relier la précision de la segmentation à la qualité de la couverture de la vérité terrain. Nous avons aussi étudié l'impact de la respiration sur la précision de la segmentation.L'utilisation d'un algorithme de segmentation avancé permettant de définir un sous-volume plus actif pour la prescription d'une dose hétérogène a été proposée. Plusieurs scénarios de prescription ont été comparés en terme de probabilité de contrôle tumorale (TCP) calculée sur la TEP. La variabilité de la TCP liée aux paramètres d'acquisitions a été quantifiée. L'impact du contraste et de la taille du sous-volume fut étudié. Pour finir l'apport d'un ajout de compartiments à de telles prescriptions a été analysé. / There has been an increasing interest for the use Positron Emission Tomography (PET) combined with Computed Tomography for radiotherapy treatment planning. It improves target volume delineation by reducing inter and intra-observer variability and allows visualizing biological heterogeneities. Plethoras of segmentation algorithm have been proposed but there is a lack of consensus regarding which one to use. Monte Carlo simulations are interesting to validate these algorithms since they allow creating datasets with known ground-truth and for which all acquisition parameters are controlled.We proposed several methodologies for improving the realism of simulations. Several datasets incorporating patient specific variability in terms of anatomy and activity distributions, realistic tumor shape and activity modeling and integrating the respiratory motions were created.These data were used in a first study concerning target volume definition. Several algorithms were compared for radiotherapy treatment planning. The accuracy of segmentation was related to the quality of ground-truth volume coverage. We also studied the impact of respiratory motion on segmentation accuracy.We investigated the use of an advanced segmentation method able to define high uptake sub-volumes, for heterogeneous dose prescriptions. Several scenarios of prescriptions were compares in terms of Tumor Control Probability (TCP) computed on PET images. Variability of this TCP due to acquisition parameters was quantified. The impact of contrast and size of sub-volume was studied. Finally we studied the usefulness of the addition of compartments to such heterogeneous prescriptions.

Περιλαμβάνονται όλες οι διαδικασίες ποιοτικού ελεγχου σε ένα σύγχρονο σύστημα πλάνου θεραπείας (treatment planning) τρισδιάστατης σύμμορφης ακτινοθεραπείας (3D-CRT). Θα αναφερθούμε στην χρησιμότητα του ποιοτικού ελέγχου των συστημάτων απεικόνισης που σχετίζονται με την ακτινοθεραπεία και έπειτα θα κατηγοριοποιήσουμε και αναλύσουμε τις κατηγορίες ελέγχου ενός σύγχρονου συστήματος πλάνου θεραπείας. Στο τέλος θα αναφερθούμε στις τακτικές δοκιμές ποιοτικού ελέγχου, ώστε να διασφαλιστεί ο συνεχής έλεγχος πιθανών σφαλμάτων και η σωστή λειτουργία όλου του συστήματος. Προτού συνεχίσουμε, θα πρέπει να αναφέρουμε την χρησιμότητα ύπαρξης ενός πρωτοκόλλου μεταφοράς ιατρικών εικόνων, καθώς η μεταφορά ιατρικών εικόνων έχει άμεση συνάφεια με το QA των σύγχρονων συστημάτων πλάνου θεραπείας. / The procedures that are involved in quality assurance for a 3D conformal radiotherapy treatment planning system.