FlatBed型スキャナ使用時の平坦度特性改善の研究

2015年11月19日（木）第7回ガフクロミックフィルム研究会
Flat Bed型スキャナ使用時の平坦度特性の改善
1）岐阜県立多治見病院中央放射線部
2）アールテック有限会社
3）名古屋大学大学院医学系研究科
〇鎌田茂義１）佐賀将人１）伊佐次範也１）安藤忍１）宮沢正則 2）小口宏
3）
演者の利益相反状態の開⽰
すべての項目に該当なし
背景
◎ Ｇａｆｃｈｒｏｍｉｃ Filmにはスキャンの際にCCD配列方向の
位置に依存したスキャナレスポンスの変化がある
（ Lateral scanner effect）
◎ キャリブレーションカーブを取得した位置にてスキャンを
行うことが必要
◎ しかし面積をもつフィルム全体で理想の位置でスキャン
することは不可能
目的
◎ Ｇａｆｃｈｒｏｍｉｃ FilmにおけるFlat Bed型スキャナによる
読み取り時の Lateral scanner effect を考慮し、線量
分布検証の精度向上を図る。
使用機器
○ Dosimetry Film
Gafchromic EBT3
(ASHLAND)
○ Film解析システム
DD-system ver.10
(R-TECH)
○ スキャナ
ES-10000G
(Epson)
○ 医療用直線加速器
Novalis-Tx
(Vaian/Brainlab)
○ Phantom
Tough water WD-type (京都科学）
I’mRT phantom
(IBA Dosimetry)
TBA-System MP3-M (PTW)
○ 治療計画装置
ＥｃｌｉｐｓｅＶｅｒ. １０
(Varian Medical Systems)
Lateral scanner effectの評価
〇フィルム EBT3
〇２４時間後にスキャン
〇ＣＣＤ配列方向中心を０として左図
Scan Window
の各位置にてスキャン
- 12 ｃｍ
CCD Array
０ 0 ｃｍ +１２
[ ｃｍ ]
4 ｃｍ
8 ｃｍ
12 ｃｍ
Scan Direction
Absorbed
dose [ cGy ]
3725→
2949→
2173→
931→
621→
427→
310→
233→
171→
116→
78→
62→
39→
19→
9→
-１２
0→
- 4 ｃｍ
1397→
- 8 ｃｍ
Lateral scanner effectの評価
Calibration curves
2.5
-12cm
-8cm
2
1
-4cm
0.9
1.5
ADC value
ADC value
0cm
4cm
8cm
12cm
1
0.8
0.7
0.6
0.5
0.5
0
0.4
0
1000
2000
Dose [ ｃGy ]
3000
4000
500
1500
2500
Dose [ｃＧｙ]
3500
Lateral scanner effectの評価
1.10
０c G
1.00
0.90
９３１c G
y
0.80
３７２５cGy
0.70
0.60
-12
L12
L8-8
L4-4
0 0 R4 4 R8 8 R12 12
Lateral Position [ cm ]
Ratio of off axis to central axis ADC value
Ratio of off axis to central axis ADC value
Lateral Dependence of EBT3
1.02
1.00
19 c G y
0.98
78 c G y
171 c G y
0.96
310 cGy
0.94
0.92
-12
-8
-4
0
4
8
Lateral Position [ cm ]
12
Lateral scanner effect
◎ ADC値と線量の関係はＣＣＤ配列方向で変化
◎ 取得したキャリブレーションカーブ位置を基準として、
ＣＣＤ配列方向への距離が離れるほど線量の乖離が大きい
◎ かつ、照射された線量が多いほど、影響が大きい。
Lateral scanner effectの影響
CCD Array
○ Ｆｉｅｌｄｓｉｚｅ 10 cm × 18 cm
○ ２Ｇｙ
○ Depth 10 cm、ＳＳＤ 90 cm
Scan Window
Scan Direction
Ｅｃｌｉｐｓｅ Ver.10 との計算結果と比較
計算アルゴリズムＡＡＡ
計算マトリクス 0.15 cm × 0.15cm
CCD Array
Lateral scanner effectの影響
Lateral Dependence of EBT3
1.02
1.00
0.98
19 c G y
78 c G y
171 c G y
310 c G y
0.96
0.94
CCD Array
0.92
-12
-8
-4
0
4
8
Lateral Position [ cm ]
Calibration curve
ADC Value
Ratio of off axis to central axis ADC value
CCD Array
Lateral scanner effectの影響
Dose [ cGy ]
12
キャリブレーションカーブのCCD位置依存性
-8 cm
2.400
2.200
2.000
1.800
1.600
1.400
1.200
1.000
0
100
200
300
400
300
400
300
400
-4 cm
CCD Array
2.400
2.200
2.000
1.800
1.600
1.400
1.200
1.000
0
100
200
0 cm
Scan Window
Scan Direction
2.400
2.200
2.000
1.800
1.600
1.400
1.200
1.000
0
100
200
複数のキャリブレーションカーブの取得
◎ 基準位置で
CCD Array
キャリブレーションカーブを作成
0
Scan
Window
Scan Direction
2.400
2.200
2.000
1.800
1.600
1.400
1.200
1.000
0
2.400
2.400
2.200
2.400
2.200
2.000
2.400
2.200
2.000
1.800
2.400
2.200
2.000
1.800
1.600
2.400
2.200
2.000
1.800
1.600
1.400
2.200
2.000
1.800
1.600
1.400
1.200
2.000
1.800
1.600
1.400
1.200
1.000
1.800
1.600
1.400
1.200
0
100
200
300
400
1.000
1.600
1.400
1.200
0
100
200
300
400
1.000
1.400
1.200
0
100
200
300
400
1.000
1.200
0
100
200
300
400
1.000
0
100
200
300
400
1.000
0
100
200
300
400
100
200
300
400
◎ 上記カーブより、多項式近似により
ＣＣＤ配列方向のカーブを取得
完成したキャリブレーションマップ
Calibration MAP
2.4
2.2
0.6-0.8
0.8-1.0
1.8
1.6
1.0-1.2
1.4
1.2-1.4
1.2
1.4-1.6
1.0
1.6-1.8
0.8
1.8-2.0
0.6
300
270
210
180
240
Dose [ cGy ]
150
120
2.0-2.2
90
30
60
0
ADC value
2.0
-12
-8
-4
0
4
8
2.2-2.4
キャリブレーションマップの回帰誤差
Regression error
Calibration MAP
0.60-0.80
0.40-0.60
0.20-0.40
0.00-0.20
-0.20-0.00
0
310.4
-4
232.8
170.72
116.4
4
77.6
62.08
8
38.8
19.4
9.31
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
-0.20
-0.40
-0.60
-0.80
-1.00
0
-8 -4
-12
8
04
Error [ % ]
0.80-1.00
0
4…
9…
1…
1…
2…
2…
2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
-12
-8
-0.40--0.20
-0.60--0.40
-0.80--0.60
-1.00--0.80
CCD Array
キャリブレーションマップの適用前後比較
○ Ｆｉｅｌｄｓｉｚｅ 10 cm × 18 cm
○ ２Ｇｙ
○ Depth 10 cm、ＳＳＤ 90 cm
Scan Window
Scan Direction
キャリブレーションマップの適用前後比較
Calibration Curve
2.400
2.200
2.000
1.800
1.600
1.400
1.200
1.000
83.4%
100
200
300
400
Calibration MAP
Error Ratio Value 3%
Dose difference Pass Ratio
0
CCD Array
SH 50% - 100%
98.2%
2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0
-8-4
-12
48
キャリブレーションマップの適用前後比較
CCD Array
3cm off set
○ Ｆｉｅｌｄｓｉｚｅ 10 cm × 18 cm
○ ２Ｇｙ
○ Depth 10 cm、ＳＳＤ 90 cm
Scan Window
Scan Direction
キャリブレーションマップの適用前後比較
Calibration Curve
2.400
2.200
2.000
1.800
1.600
1.400
1.200
1.000
SH 50% - 100%
Error Ratio Value 3%
Dose difference Pass Ratio
88.0%
Lateral Dependence of EBT3
1.02
1.00
0.98
0
100
200
300
400
19 c G y
78 c G y
171 c G y
310 c G y
0.96
0.94
0.92
-12
-8
-4
0
4
ADC Value
3 ㎝ off set
Calibration curve
Dose [ cGy ]
8
12
キャリブレーションマップの適用前後比較
Calibration Curve
2.400
2.200
2.000
1.800
1.600
1.400
1.200
1.000
88.0%
200
300
97.5%
2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
400
0
-8-4
-12
3 ㎝ off set
100
Calibration MAP
Error Ratio Value 3%
Dose difference Pass Ratio
0
3 ㎝ off set
SH 50% - 100%
48
まとめ
◎ フィルムに照射した線量とＣＣＤ配列方向の位置、および
ＡＤＣ値の近似多項式を作成
◎ 基準位置でのキャリブレーションカーブを取得し、ＣＣＤ
配列方向の感度変化を加えたキャリブレーションマップを
作成
◎ キャリブレーションマップを適用することで
線量分布検証精度の向上が期待できる

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