ES2206395T3 - Ajuste de la calibracion automatica para dosimetria sobre pelicula fotografica. - Google Patents
Ajuste de la calibracion automatica para dosimetria sobre pelicula fotografica.Info
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Abstract
Un método para la reducción de los efectos de las variaciones en el procesado de la película sobre la dosimetría de la radiación sobre película fotográfica que comprende la fase de irradiar áreas únicas de una o más películas de calibración con diferentes niveles de dosis de radiación, para obtener una primera calibración que relacione la densidad óptica con la dosis de radiación, comprendiendo la primera calibración pares de datos de densidad óptica OD1(d1) y de dosis de radiación d1, caracterizado por las fases de exponer una porción no irradiada de, como mínimo, una de las películas de calibración a la luz procedente de una matriz de fuentes de luz normalizadas para obtener un primer gradiente escalonado de la densidad óptica, (OD1(s), en donde s se refiere a una fuente de luz normalizada concreta; exponer una porción no irradiada de, como mínimo, una película de ensayo a la luz procedente de una matriz de fuentes de luz normalizadas para obtener un segundo gradiente escalonado de la densidad óptica (OD2(s); y modificar la primera calibración o los valores de la densidad óptica de la película para ensayo basándose en diferencias entre (OD1(s) y (OD2(s).
Description
Ajuste de la calibración automática para
dosimetría sobre película fotográfica.
La presente invención se refiere a la dosimetría
sobre película fotográfica de la radiación y más concretamente a
los métodos y dispositivos para eliminar los efectos de las
variaciones en el procesado de la película y en la composición
química sobre las comprobaciones de la dosis de radiación.
Un uso importante de la radioterapia es la
destrucción de las células tumorales. En el caso de la radiación
ionizante, la destrucción del tumor depende de la "dosis
absorbida" o de la cantidad de energía depositada en una masa de
tejido. Los radiólogos expresan normalmente la dosis absorbida en
unidades cGy o centigray. Un cGy es igual a 0,01 J/Kg.
La dosimetría de la radiación describe,
generalmente, los métodos para la medición o predicción de la dosis
absorbida en varios tejidos de un paciente sometido a
radioterapia. La exactitud en la predicción y en la medición de la
dosis absorbida es fundamental para un tratamiento efectivo y para
la prevención de complicaciones debidas a las exposiciones a la
radiación por defecto o por exceso. Aunque existen muchos métodos
para la medición y la predicción de la dosis absorbida, la
dosimetría sobre película fotográfica de la radiación se usa con
frecuencia debido a su excelente resolución espacial (superior a 1
mm) y a su capacidad para medir la distribución de la dosis. Además,
la dosimetría sobre película fotográfica es una técnica integradora
- la distribución de la dosis medida representa las dosis
acumuladas en un medio irradiado - lo cual es necesario para la
garantía de la dosimetría de los métodos dinámicos de tratamiento,
tales como las cuñas dinámicas, rototerapia o terapia rotativa y la
terapia por arco.
La dosimetría sobre película fotográfica de la
radiación depende del fenómeno del oscurecimiento que sufrirá la
película radiográfica o fotográfica cuando esté expuesta a una
radiación ionizante. El grado de oscurecimiento depende de la
cantidad de radiación absorbida por la capa sensible a la energía
en la película y puede ser cuantificada en términos de la densidad
óptica de la película. Se puede calcular la densidad óptica, OD, a
partir de la expresión:
donde \Phi_{0} y \Phi representan,
respectivamente, la intensidad de la luz (en fotones) que choca y
pasa a través de la película. Obsérvese, no obstante, que todos los
métodos descritos seguidamente usan más generalmente el término
densidad óptica para describir cualquier magnitud que proporcione
una medida de la opacidad de la
película.
En la dosimetría típica sobre película
fotográfica, un técnico prepara una o más películas de calibración
mediante la irradiación de áreas únicas de las películas con
diferentes niveles de dosis de radiación (cGy) usando un acelerador
lineal. A continuación, el técnico revela las películas y las
escanea con un digitalizador de película, el cual convierte cada
una de las películas en una matriz de pixels que tienen valores que
representan la densidad óptica en cada punto de una película de
calibración concreta. Conociendo los niveles de la dosis de
radiación de las zonas expuestas de las películas, un radiólogo
desarrolla, usualmente con la ayuda de un software especializado una
curva de comprobación o una curva H&D, la cual relaciona la
densidad óptica de la película con la dosis de radiación.
Pertrechado con la curva H&D, el radiólogo
puede cuantificar las características del haz del acelerador lineal
a través de la exposición, el revelado y las mediciones
subsiguientes, de la OD de las películas radiográficas. Por ejemplo,
como parte de un plan de tratamiento o de un procedimiento para
garantizar la calidad, el radiólogo puede usar la dosimetría sobre
película para generar perfiles de dosis en profundidad, contornos
de isodosis y de isodensidad y perfiles de sección transversal.
Además, el radiólogo puede usar la disimetría sobre película para
realizar análisis de planeidad y de simetría y llevar a cabo
cálculos del ancho de campo, entre otros. Usualmente, el radiólogo
usa un software que calcula automáticamente y presenta las
características del haz a partir de las películas radiográficas
escaneadas y digitalizadas. Un software útil para la generación de
la curva H&D y para el análisis de las características del haz
de radioterapia incluye el SISTEMA DE DOSIMETRIA SOBRE PELÍCULA
FOTOGRÁFICA RIT113, el cual está disponible a partir de Radiological
Imaging Technology (Tecnología de las Imágenes Radiológicas.
La dosimetría sobre película fotográfica ofrece
muchas ventajas respecto a los métodos alternativos, pero su uso
está limitado con frecuencia por su variabilidad - una película
expuesta a la misma dosis de radiación ionizante que una película
anterior, puede exhibir una densidad óptica significativamente
diferente. Gran parte de la variabilidad en la dosimetría sobre
película puede ser rastreada en el procesado de la película. Por
ejemplo, en un procesador comercial de película, un cambio de
temperatura tan pequeño como de un grado Celsius puede originar
cambios significativos en el valor de la densidad óptica. Otras
variables del procesado de la película, tales como la antigüedad y
la concentración de los productos químicos en el procesador de la
película y el número y el tipo de las películas procesadas pueden
contribuir a los cambios en el valor de la densidad óptica. Además,
se sabe que las películas procedentes de distintos lotes de
fabricación pueden exhibir valores de densidad óptica
significativamente diferentes tras su exposición a la misma dosis
de radiación.
Se han usado tres métodos para eludir las
variaciones en el procesado de las películas, pero todos presentan
serias desventajas. En el primer método, un juego nuevo de
películas de calibración es expuesto y revelado junto con cada grupo
de películas para ensayo que estén asociadas con un plan de
tratamiento o procedimiento OA separado. De este modo, para cada
juego de películas para ensayo, el primer método requiere que un
técnico exponga una cantidad adicional, de diez a veinticinco, de
películas para comprobación, lo cual mejora la precisión de la
dosimetría sobre película fotográfica pero consume considerables
recursos. En el segundo método, la dosis en cualquier punto de la
imagen de una película dada, es expresada como porcentaje o
fracción de la dosis o valor máximo de la densidad óptica de la
imagen de la película. Aunque el segundo método, el cual es
conocido como "dosimetría relativa", puede corregir grandes
variaciones en el procesado de la película, sólo es útil en
aplicaciones que no requieran una medición absoluta de la
dosis.
El tercer método es similar al primer método,
pero se basa en la observación de que, a pesar de las diferencias
en las condiciones del procesado de la película y de la composición
química de la película, la mayoría de las curvas H&D muestran
una forma similar. De forma parecida al primer método, un juego de
películas de calibración son expuestas y reveladas junto con cada
grupo de películas para ensayos. Pero, en lugar de exponer un juego
completo de películas de calibración, el técnico expone sólo dos
películas, que enmarcan el rango de la dosis de las películas para
ensayos. Las dos películas, una película con baja densidad óptica y
una película con alta densidad óptica, representan los puntos
extremos de la curva H&D. Ya que la mayoría de las curvas
H&D tienen una forma similar, se usan los dos puntos extremos de
la curva para ajustar la curva original H&D. En otras palabras,
el método aproxima la curva original H&D con una función
matemática y usa los puntos extremos de la curva para ajustar la
curva original H&D. Aunque el tercer método parece prometedor,
la comunidad usuaria de la radioterapia no lo ha adoptado. Análisis
recientes indican que las correcciones de calibración de los puntos
extremos pueden dar lugar a errores importantes debido a que las
variaciones en el procesado de la película y las diferencias en la
composición química de la película pueden afectar la región central
de la curva H&D más que a los puntos extremos de la curva.
Además, el método parece fuertemente dependiente de la técnica de la
exposición (operador).
La patente francesa
FR-A-2678745 describe un método para
la reducción de los efectos de las variaciones en el procesado de
las películas en la dosimetría sobre película fotográfica de la
radiación que comprende la fase de irradiación de áreas únicas de
una o más películas de calibración de la radiación, a fin de obtener
una primera relación de calibración que relacione la densidad
óptica D con la dosis de radiación E.
La patente de Estados Unidos
US-A-5063583 ilustra un método para
la reducción de los efectos de las variaciones en el procesado de
las películas en la dosimetría de la radiación sobre película
fotográfica que comprende la fase de irradiación de áreas únicas de
una o más películas para la calibración de la radiación, a fin de
obtener una primera relación de calibración.
La presente invención, se esfuerza en superar o,
al menos minimizar, uno o más de los problemas descritos
anteriormente.
La presente invención proporciona un método
rápido y preciso para la corrección de errores en mediciones de
dosimetría sobre película fotográfica, resultantes de cambios
temporales en el procesado y en la fabricación de la película
radiográfica. El método incluye las fases definidas en la
reivindicación 1.
A diferencia de los métodos convencionales, la
presente invención proporciona una corrección precisa sobre la gama
completa de valores de la densidad óptica que se encuentran en la
dosimetría sobre película fotográfica. Además, el uso del método
debe resultar en una ahorro considerable de costos ya que reduce,
sustancialmente, el número de películas de calibración que deben
ser preparadas en la dosimetría convencional sobre película
fotográfica. Además, para aproximadamente el mismo gasto de tiempo y
trabajo asociados con la dosimetría relativa sobre película
fotográfica, la presente invención produce mediciones absolutas de
los valores de las dosis absorbidas.
La Figura 1 muestra un diagrama de proceso de un
método para el ajuste de la calibración de la dosimetría sobre
película fotográfica en respuesta a cambios en las condiciones del
procesado y de la composición química de la película
fotográfica.
La Figura 2 muestra un primer método para la
modificación de una curva de comprobación (H&D).
La Figura 3 muestra un segundo método para la
modificación de una curva de calibración (H&D).
La Figura 4 muestra un método para la
modificación de las mediciones individuales de la densidad óptica
de imágenes radiográficas en películas para ensayos.
La figura 5 muestra un método para tener en
cuenta una variación a corto plazo del procesador de la película
fotográfica durante la preparación de las películas de
calibración.
La figura 6 muestra una tira sensitométrica, la
cual puede ser usada como gradiente escalonado de la densidad
óptica.
La Figura 7 muestra películas fotográficas para
ensayo y calibración preparadas de acuerdo con los métodos de la
Figura 1 y de la Figura 5.
La Figura 1 ilustra un método 100 para usarlo en
la dosimetría sobre película fotográfica que elimina o reduce los
efectos de las variaciones en el procesado y en la composición
química de la película fotográfica sobre las calibraciones de las
dosis de radiación. Como en la dosimetría convencional sobre
película fotográfica, el método 100 incluye la irradiación 102 de
áreas únicas de una o más películas de calibración con diferentes
niveles de dosis de radiación (cGy) usando un acelerador lineal u
otra fuente de radiación ionizante. El número de niveles de dosis
puede variar entre aplicaciones y centros de tratamiento, pero las
películas de calibración típicas comprenden unos diez a veinticinco
niveles diferentes de dosis. Además, la gama de exposiciones a la
radiación de las películas de calibración debe abarcar niveles de
dosis de radiación de cualquier plan de tratamiento o
procedimiento posterior para garantizar la calidad. A continuación
del procesado, se usan las películas de calibración irradiadas para
revelar una primera curva de calibración o curva H&D, la cual
relaciona la densidad óptica OD_{1}(d_{1}) con la dosis
d_{1} de radiación.
Como se muestra en la Figura 1, el método 100
incluye también la exposición 104 a una porción no irradiada de
cómo mínimo una (y típicamente todas) de las películas de
calibración a la luz procedente de una matriz de fuentes de luz
normalizadas antes de revelar o procesar las películas de
calibración. Cada una de las fuentes de luz normalizadas suministra
una cantidad fija y reproducible de luz a un área, espacialmente
distinta, de la película. Una vez procesadas, las películas de
calibración incluyen, de este modo, áreas oscurecidas separadas que
corresponden a la irradiación a los diferentes niveles de dosis y a
la exposición a las luces individuales de la matriz. Ordinariamente,
un técnico escanea las películas de calibración con un
digitalizador de película, el cual convierte cada una de las
películas en una matriz de pixels que tiene valores que representan
la densidad óptica en cada punto o localización en una película de
calibración concreta. Conociendo los niveles de dosis de radiación
de las áreas irradiadas de las películas, un radiólogo desarrolla,
usualmente, con la ayuda de un software especializado una curva de
calibración o curva (H&D), la cual relaciona la densidad óptica
de la película con la dosis de radiación. De forma similar, el
radiólogo obtiene un primer gradiente escalonado de la densidad
óptica compuesto por un juego de pares de datos ordenados
(OD_{1}(s), s), donde "s" se refiere a una
fuente o "paso" concreto de luz normalizada.
Ya que la intensidad, la duración de la
exposición, la longitud de onda y cualquier otra característica
relevante de cada una de las fuentes de luz normalizadas varía poco
desde una exposición 104 a la siguiente, cualesquiera desviaciones
del gradiente escalonado de la densidad óptica entre películas es
consecuencia, presumiblemente, de los cambios en el procesado de la
película o de las diferencias en la composición química de la
película. De este modo, el método 100 incluye la exposición 106 de
una porción no irradiada de una película para ensayo que forma
parte de un plan de tratamiento o procedimiento OA posterior, a la
luz procedente de la matriz de fuentes de luz normalizadas. Una vez
procesada, un técnico escanea la película (o películas) para ensayo
con un digitalizador de película para obtener una imagen
radiográfica de interés, OD(x, y) y un segundo gradiente o
gradiente escalonado de la densidad óptica poscalibración
(OD_{2}(s_{2}),s). Tras la obtención de
OD(x,y) y de (OD_{2}(s_{2}),s), el método
100 incluye la modificación 108 de la primera curva (H&D) de
calibración en OD(x,y), basado en diferencias entre los
gradientes escalonados de la densidad óptica (OD_{1}(s) y
(OD_{2}(s),s).
Como se trató en los antecedentes de la
invención, el método 100 usa la expresión "densidad óptica"
para indicar cualquier magnitud que proporcione una medición de la
oscuridad u opacidad de la película. Por ejemplo, en lugar de usar
la densidad óptica tal como está definida por la ecuación I, el
método 100 puede usar la intensidad de la luz que pasa a través de
la película, \Phi, o la fracción de luz que refleja la película,
o el porcentaje de transmisión de luz que pasa a través de la
película. Nótese, no obstante, que si el método 100 usa una
magnitud distinta que la densidad óptica, tal como está definida por
la ecuación I, entonces debe usarse el mismo digitalizador cuando
se escaneen las películas para asegurar una medición consistente de
la opacidad de la película.
La Figura 2 muestra un método 120 para la
modificación de la primera curva (H&D) de calibración -
OD_{1}(d_{1}) en función de d_{1}- para tener en cuenta
cualquier cambio de las condiciones del procesado de la película,
de las variaciones en la fabricación de la película y otras. El
método 120 incluye la búsqueda, en 122, de los valores de las dosis,
d_{1}(OD_{1}(s), que satisfagan la primera curva
de calibración y que correspondan a valores de la densidad óptica
iguales a OD_{1}(s). Cada valor de OD_{1}(s) forma
parte del juego de puntos de datos, (OD_{1}(s), s), los
cuales son obtenidos mediante la exposición 104 de películas de
calibración a la matriz de fuentes de luz normalizadas (Figura 1).
Típicamente, la primera curva de calibración representa una función
que tiene un juego de parámetros que se ajustan para aproximar o
"ajustar" pares de datos discretos OD_{1}(d_{1}) y
d_{1} de la mejor forma posible. La función
curva-ajuste es típicamente una combinación lineal o
no lineal de funciones simples, tales como polinómicas o senoidales
y cosenoidales y se determinan los valores de los parámetros
mediante la minimización de los cuadrados de las diferencias entre
la función y los puntos de datos. Alternativamente, la primera curva
de calibración puede representar una o más funciones de
interpolación o extrapolación que satisfagan, exactamente, cada par
de datos. Ejemplos de funciones de interpolación y extrapolación
incluyen segmentos de líneas rectas, esplines cúbicos, funciones
racionales y polinómicas de Lagrange. Tanto en la
curva-ajuste como en la interpolación
(extrapolación), el método 120 proporciona, típicamente, la primera
curva de calibración como una tabla para consulta de pares
(OD_{1}(d_{1}).d_{1}) o
(d_{1}(OD_{1}). OD_{1}) equiespaciados para
minimizar el tiempo de cálculo. Para una descripción de rutinas
útiles de curva-ajuste interpolación y
extrapolación, incluyendo una exposición de una tabla de consulta,
véase William H. Press y otros, Numerical Recipes in C.
105-119, 656-706 (segunda edición
1.992).
Como se muestra en la Figura 2, tras encontrar
122 d_{1}(OD_{1}(s), el método 120 incluye
la obtención 124 de un segundo juego (corregido) de puntos de
calibración (OD_{2}(d_{2}), d_{2}) igualando
OD_{2}(d_{2}) con OD_{2}(s) y d_{2}
con d_{1}(OD_{1}(s), donde
OD_{2}(s) y (OD_{1}(s) forman parte de los juegos
de puntos de datos o variables procedentes, respectivamente, del
gradiente de paso de densidad óptica (segundo) de poscalibración y
del primer gradiente de paso de densidad óptica. Finalmente, el
método 120 incluye la generación 126 de una segunda curva o curva
(H&D) de calibración corregida a partir de los pares
(OD_{2}(d_{2}), d_{2}). De nuevo, la segunda
curva de calibración puede representar una función que
"ajusta" pares de datos discretos de OD_{2}(d_{2}) y
d_{2} en el mejor sentido, o puede representar una o más
funciones de interpolación o extrapolación que satisfagan,
exactamente, cada par de datos. En cualquier caso, la segunda curva
de calibración está disponible, usualmente, como tabla de
consulta.
La figura 3 muestra un segundo método 140 para la
corrección de la primera curva (H&D) de calibración. El método
140 incluye la evaluación 142 de una fórmula de diferencias,
\DeltaOD(OD_{1}(s), donde
\DeltaOD(OD_{1}(s) representa la diferencia entre
el segundo gradiente o gradiente escalonado de densidad óptica
poscalibración OD_{2}(s) y el primer gradiente escalonado
de densidad óptica OD_{1}(s) para cada paso o fuente de
luz normalizada, s. Mediante el ajuste de la curva o la
interpolación de pares de datos
(\DeltaOD(OD_{1}(s), OD_{1}(s) el método
140 incluye la búsqueda, 144, de valores
\DeltaOD(OD_{1}(d_{1}) que corresponden a los
valores de la densidad óptica iguales a OD_{1}(d_{1}).
Cada valor de OD_{1}(d_{1}) forma parte del juego de
puntos de datos procedentes de la primera calibración, los cuales
son obtenidos mediante la irradiación, 102, de las películas de
calibración con diferentes valores de dosis de radiación (Figura 1).
El método 140 incluye también la obtención, 146, de un segundo
(corregido) juego de puntos de calibración
(OD_{2}(d_{2}), d_{2}) igualando
OD_{2}(d_{2}) con OD_{1}(d_{1}) +
\DeltaOD(OD_{1}(d_{1}) e igualando
d_{2} con d_{1}, donde cada d_{1} forma
parte del juego de puntos de datos procedentes de la primera
calibración. Finalmente, el método 140 incluye la generación, 148,
de una curva corregida (H&D) de calibración a partir de los
pares de datos (OD_{2}(d_{2}), d_{2}) mediante
el ajuste de la curva o la interpolación (extrapolación) como se
indicó en la exposición de la Figura 2.
En lugar de la modificación de la primera curva
de calibración, se pueden modificar alternativamente las mediciones
individuales de la densidad óptica de imágenes radiográficas en las
películas para ensayo, cono se muestra en la Figura 4. El método
160 incluye la evaluación, 162, de una fórmula de diferencias,
\DeltaOD(OD_{2}(s), y mediante el ajuste de la
curva o la interpolación de pares de datos discretos
(\DeltaOD(OD_{2}(s)), OD_{2}(s)), la
búsqueda 164 de los valores de \DeltaOD(OD(x, y). En
este caso, para cada valor de s,
\DeltaOD(OD_{2}(s) representa la diferencia entre
el primer gradiente escalonado óptico, OD_{1}(s) y el
segundo gradiente o gradiente escalonado de la densidad óptica
poscalibración, Od_{2}(s), y OD(x, y) representa la
densidad óptica de una imagen radiográfica en la posición (x,
y) en la película para ensayo. El método 160 ajusta la imagen
radiográfica mediante la sustitución 166 de cada OD(x, y)
por OD(x, y) + \DeltaOD(OD(x, y).
El método 100 mostrado en la Figura 1 encontrará,
probablemente, un mayor uso en el ajuste de imágenes radiográficas
hechas días, semanas e inclusive meses atrás tras la primera
calibración. No obstante, se puede usar un método similar 200, el
cual se muestra en la Figura 5, para cuantificar las variaciones a
corto plazo (cada hora, por ejemplo) del procesador de la película
durante el procesado de la película de calibración. El método 200
incluye la irradiación, 202, de áreas únicas de las películas de
calibración con diferentes niveles de dosis de radiación procedente
de una fuente de radiación ionizante, y la exposición, 204, de una
porción no irradiada de algunas (típicamente todas) de las
películas de calibración, a la luz procedente de una matriz de
fuentes de luz normalizadas antes del procesado de la película.
Como las condiciones del procesador de la película pueden variar
durante la adquisición y el revelado de múltiples películas de
calibración, el método 200 incluye también la evaluación, 206, de
una fórmula de diferencias \DeltaOD(OD_{n}(s). En
este caso, \DeltaOD(OD_{n}(s) representa para cada
valor de s, las diferencias entre ODo(s) y
OD_{n}(s), y OD_{o}(s) y OD_{n}(s)
corresponden, respectivamente, a los gradientes escalonados ópticos
situados en la primera y en la última películas de calibración
procesadas.
Como se muestra en la figura 5, el método 200
incluye, opcionalmente, la decisión 208 de si cualesquiera
diferencias en los gradientes escalonados entre las películas de
calibración, son el resultado de una variación inaceptable del
procesador de la película. Una técnica útil para la decisión, 208,
sobre la fuente de las diferencias incluye la comparación de una
métrica apropiada ||OD||, con un valor \rho del umbral
suministrado por el usuario. Si, por ejemplo, ||OD|| es superior a
\rho, entonces el método 200 atribuye las diferencias entre los
gradientes escalonados de la densidad óptica a las variaciones del
procesador de la película. Hay disponibles muchas métricas para la
caracterización de las diferencias en el gradiente escalonado de la
densidad óptica. Una métrica útil es:
II||OD||_{n} =
\sqrt{\sum_{n=1}{}^{N}\sum^{S}{}_{S=1}(\Delta
OD(OD_{n}(s)))^{2}}
donde N representa el número de películas para
calibración o gradientes escalonados de la densidad óptica y
S representa el número de escalones (fuentes de luz
normalizada) en cada uno de los gradientes escalonados de la
densidad óptica. Otra métrica útil
es:
IIIMax||OD||_{b}=
\sqrt{(\Delta
OD(OD_{n}(S)))^{2}}
En la ecuación III, Max ||OD||_{b} se refiere
al mayor valor de la expresión para cualquier valor admisible de
n y de s.
Asumiendo que las diferencias en los gradientes
escalonados de la densidad óptica sean pequeñas - no el resultado de
las variaciones del procesador de la película - el método 200
permite la selección, 210, de un gradiente escalonado de a
densidad óptica, \upbar{OD(s)}. Se puede determinar
\upbar{OD(s)} de varias formas, incluyendo promediando
los valores de OD_{n}(s) y de OD_{O}(s) para cada
valor de s o adaptando todos los OD_{n}(s) y
OD_{O}(s) en una curva única usando los métodos numéricos
descritos anteriormente (véase la Figura 2 y el texto adjunto).
Si, no obstante, las diferencias en los
gradientes escalonados de la densidad óptica no son pequeñas o no
están medidas, entonces el método 200 permite ajustar, 212, los
valores de densidad óptica en las películas de calibración que son
procesadas posteriormente a la película de calibración procesada en
primer lugar. La técnica de ajuste, 212, es análoga a la de la
modificación, 160, de la densidad óptica de imágenes radiográficas
en películas para ensayo hechas después de las películas de
calibración (véase la figura 4 y la exposición que la acompaña). De
este modo, la técnica, 212, de ajuste incluye la formación, 214, de
pares de datos (\DeltaOD(OD_{n}(s)),
OD_{n}(s)) y la localización, 216, de los valores de
\DeltaOD(OD_{n}(x, y)), donde OD_{n}(x,
y) es la densidad óptica de una imagen radiográfica en la
posición (x, y) en película de calibración procesada más
tarde. El método 200 ajusta 212 la imagen radiográfica mediante la
sustitución, 218, de cada OD_{n}(x, y) con OD_{n}(x,
y) + \DeltaOD(OD_{n}(x, y)). Se puede
encontrar en, 216, \DeltaOD(OD_{n}(x, y)) mediante
el ajuste de la curva o mediante la interpolación (extrapolación)
de pares de datos discretos,
\DeltaOD(OD_{n}(s)), OD_{n}(s)).
Finalmente, el método 200 incluye la generación
220 de una primera curva (H&D) de calibración a partir de pares
de datos (OD_{n}(x, y), d_{1}). Suponiendo que las
diferencias en los gradientes escalonados de la densidad óptica son
el resultado de variaciones inaceptables del procesador de la
película, el método 200 usa valores de OD_{n}(x, y) que
han experimentado el ajuste, 212; por otra parte, el método 200 usa
los OD_{n}(x, y) medidos originalmente. La primera curva
de calibración resultante tiene aplicación en los métodos 100, 120,
140, 160 representados en la Figura 1 y en la Figura 4.
En los métodos 100 y 200 mostrados en la Figura 1
y en la Figura 5, matrices útiles de luz normalizada incluyen
sensitómetros los cuales son ampliamente usados en el diagnóstico
por formación de imágenes. Los sensitómetros están disponibles a
partir de una variedad de vendedores, incluyendo
X-RITE Inc. que comercializa los sensitómetros
Modelos 334, 383, 392 y 394. Cada uno de estos sensitómetros genera
un gradiente escalonado de densidad óptica en forma de tira 240,
como se muestra en la Figura 6. Cada escalón número 242 se refiere
a un área específica 244 de la película que ha sido expuesta a una
de las fuentes de luz normalizadas y corresponde, de este modo, a
los diferentes valores de "s" en los pares de datos
(OD_{1}(s), s) o (OD_{2}(s), s) de
la Figura 1. Otros sensitómetros comerciales pueden generar
gradientes escalonados de densidad óptica en forma de cuñas,
círculos u otras formas.
A diferencia de la corrección de la calibración
expuesta en el último punto en la sección de antecedentes de la
invención, la salida del sensitómetro no parece depender de la
técnica del operador. Para usar un sensitómetro comercial, el
operador retira típicamente la película radiográfica de su
envoltura a prueba de luz en un cuarto oscuro y fija el
sensitómetro en un borde de la película radiográfica. El operador
presiona un botón en el sensitómetro, el cual activa cada una de las
fuentes de luz normalizadas durante un periodo de tiempo
predeterminado, exponiendo el borde de la película. A continuación,
el operador libera el sensitómetro y procesa la película
inmediatamente o vuelve a colocar la película a su envoltura a
prueba de luz para su procesado posterior. Generalmente, el
operador repite este proceso para cada película de calibración o de
ensayo en un proceso por tandas.
La Figura 7 representa las películas de
calibración 260 y de pruebas 262 preparadas de acuerdo con los
métodos de la figura 1 y de la Figura 5. Cada una de las películas
de calibración 260 ha sido expuesta a diferentes dosis de radiación
ionizante en áreas únicas dando lugar a regiones 264 oscuras u
opacas en las películas 260. De forma similar, cada una de las
películas para ensayo 262 han sido expuestas a una radiación
ionizante, por ejemplo, como parte de un plan de tratamiento de un
paciente o como procedimiento para garantizar la calidad, dando
lugar a imágenes radiográficas opacas 266. Además, la Figura 7
muestra que cada una de las películas para calibración 260 y para
ensayo 262, han sido expuestas a la luz procedente de una matriz de
fuentes de luz normalizadas, tales como de un sensitómetro, dando
lugar a gradientes escalonados 268 de la densidad óptica en cada una
de las películas 260, 262. Como se describió anteriormente, las
diferencias en los gradientes escalonados 268 de la densidad óptica
permiten la corrección de las mediciones de calibración o de la
densidad óptica.
Los métodos 100, 200 mostrados en la Figura 1 y
en la Figura 5, respectivamente, son consistentes y pueden ser
usados con cualquier película radiográfica en tanto la película se
oscurezca en respuesta a una radiación ionizante y a luz procedente
de la matriz de fuentes de luz normalizadas (un sensitómetro, por
ejemplo). Además de los cambios en las condiciones del procesado de
la película y en las variaciones, de un lote a otro lote, en la
película radiográfica, el método 100 también puede tener en cuenta
las diferencias entre procesadores individuales de película. Por
ejemplo, el método 100 puede ser capaz de ajustar la relación entre
densidad óptica y dosis de una película procesada con un primer
procesador de película a películas posteriores tratadas con un
segundo procesador de películas.
Como se indicó en los antecedentes de la
invención, los radiólogos usan, típicamente, un software que calcula
automáticamente y presenta la curva H&D y las características
del haz a partir de las películas radiográficas escaneadas y
digitalizadas. De este modo, las porciones de los métodos expuestas
en las Figuras 1 a 5 están implantadas, típicamente, como rutinas de
software que se ejecutan en un procesador. Los procesadores
apropiados incluyen, por ejemplo, microprocesadores tanto de
propósito general como especial. Un procesador, generalmente, recibe
instrucciones y datos desde una memoria de sólo lectura y/o de una
memoria de acceso aleatorio. Los dispositivos de almacenamiento
apropiados para la compilación de modo palpable de los datos y las
instrucciones del programa del ordenador incluyen todas las formas
de memoria no volátil, incluyendo, por ejemplo, dispositivos de
memoria semiconductora tales como EPRCM, EEPROM y dispositivos de
memoria flash, discos magnéticos tales como discos duros internos y
discos extraíbles; discos magneto-ópticos y discos
CD-ROM. Se puede suplementar cualesquiera de los
precedentes mediante un ASIC o incorporándolos en ASICS
(applicatión-specific integrated circuits)(Circuitos
integrados específicos de la aplicación).
Para proporcionar la interacción con un usuario,
se pueden llevar a la práctica porciones de los métodos 100, 200 en
un sistema informático que tenga dispositivos para presentar la
información al usuario y para permitirle introducir información en
el sistema informático. Los dispositivos útiles de presentación
incluyen un monitor y una pantalla LCD (pantalla de cristal
líquido); dispositivos apropiados de entrada incluyen un teclado el
cual puede ser usado con un dispositivo señalador tal como un
estilete sensible a la presión, una tableta táctil, un ratón o una
bola. Además, el sistema informático puede proporcionar una
interfaz gráfica de usuario a través de la cual las rutinas del
ordenador interactúan con el usuario.
La descripción anterior está destinada a ser
ilustrativa y no restrictiva. Muchas realizaciones y muchas
aplicaciones, además de los ejemplos proporcionados, les resultarán
evidentes a los expertos en la técnica tras la lectura de la
descripción anterior. El alcance de la invención no debe ser
determinado, por lo tanto, con referencia a la descripción
anterior, sino que debe ser determinado con referencia a las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (8)
1. Un método para la reducción de los efectos de
las variaciones en el procesado de la película sobre la dosimetría
de la radiación sobre película fotográfica que comprende la fase de
irradiar áreas únicas de una o más películas de calibración con
diferentes niveles de dosis de radiación, para obtener una primera
calibración que relacione la densidad óptica con la dosis de
radiación, comprendiendo la primera calibración pares de datos de
densidad óptica OD_{1}(d_{1}) y de dosis de radiación
d_{1}, caracterizado por las fases de:
- exponer una porción no irradiada de, como mínimo, una de las películas de calibración a la luz procedente de una matriz de fuentes de luz normalizadas para obtener un primer gradiente escalonado de la densidad óptica, (OD_{1}(s), s) en donde s se refiere a una fuente de luz normalizada concreta;
- exponer una porción no irradiada de, como mínimo, una película de ensayo a la luz procedente de una matriz de fuentes de luz normalizadas para obtener un segundo gradiente escalonado de la densidad óptica (OD_{2}(s), s); y
- modificar la primera calibración o los valores de la densidad óptica de la película para ensayo basándose en diferencias entre (OD_{1}(s) y (OD_{2}(s), s).
2. El método de la reivindicación 1, en el que la
modificación de la primera calibración comprende las fases de:
- localizar los valores de dosis, d_{1}(OD_{1}(s), que satisfagan la primera calibración; y obtener un segundo juego de puntos de calibración (OD_{2}(d_{2}), d_{2}), igualando OD_{2}(d_{2}) con OD_{2}(s) y d_{2} con d_{1}(OD_{1}(s).
3. El método de la reivindicación 1, en el que la
modificación de la primera calibración comprende las fases de:
- evaluar una fórmula de diferencias, \DeltaOD(OD_{1}(s), la cual representa las diferencias entre OD_{2}(s) y OD_{1}(s); localizar valores de la fórmula de diferencias \DeltaOD(OD_{1}(d_{1})), en la que cada OD_{1}(d_{1}) satisfaga la primera calibración; obtener una segunda calibración (OD_{2}(d_{2}), d_{2} igualando OD_{2}(d_{2}) con OD_{1}(d_{1})+ \DeltaOD(OD_{1}(d_{1})) e igualando d_{2} con d_{1}.
4. El método de la reivindicación 1, en el que la
modificación de los valores de la densidad óptica de la película
para ensayo comprende las fases de:
- evaluar una fórmula de diferencias, \DeltaOD(OD_{2}(s), la cual representa las diferencias entre OD_{1}(s) y OD_{2}(s); localizar valores de la fórmula de diferencias \DeltaOD(OD(x, y), en la que OD(x, y) es la densidad óptica de una imagen radiográfica en una posición (x, y) en una película para ensayo; y sustituir los valores OD(x, y) por OD(x, y) + \DeltaOD(OD(x, y).
5. El método de la reivindicación 1, que
comprende además la fase de:
- determinar si las diferencias resultantes en los gradientes escalonados de la densidad óptica entre las películas de calibración, son el resultado de variaciones en el procesador de películas.
6. El método de la reivindicación 1, que
comprende además la fase de:
- seleccionar el primer gradiente escalonado de la densidad óptica, (OD_{1}(s), de entre OD_{n}(s), OD_{0}(s), y gradiente escalonado promedio de la densidad óptica, en el que OD_{0}(s) y OD_{n}(s) corresponden a los gradientes escalonados ópticos situados en las primera y última películas de calibración procesadas.
7. El método de la reivindicación 1, que
comprende además:
- ajustar los valores de la densidad óptica de imágenes radiográficas en películas de calibración que son procesadas con posterioridad a la película de calibración procesada al principio.
8. El método de la reivindicación 7, que
comprende además las fases de:
- evaluar de una fórmula de diferencias, \DeltaOD(OD_{n}(s), en donde \DeltaOD(OD_{n}(s) representa, respectivamente, diferencias entre un gradiente escalonado óptico situado en la película de calibración procesada al principio y gradientes escalonados ópticos localizados en películas de calibración procesadas con posterioridad, y el subíndice n denota una película calibrada concreta; localizar valores de la fórmula de diferencias, \DeltaOD(OD_{n}(x, y), en la que OD_{n}(x, y) representa la densidad óptica en la posición (x, y) en la película de calibración identificada mediante el subíndice n; y sustituir OD_{n}(x, y) por OD_{n}(x, y) + \DeltaOD(OD_{n}(x, y).
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