CORRECCI ´ ON AUTOM ´ ATICA DEL POSICIONAMIENTO DEL PACIENTE DURANTE EL TRATAMIENTO DE RADIOTERAPIA Jorge Larrey Ruiz (1) , Juan Morales S´ anchez (1) , Rafael Verd´ u Monedero (1) , Jos´ e Luis Sancho G´ omez (1) {jorge.larrey;juan.morales;rafael.verdu;josel.sancho}@upct.es (1) Dpto. de Tecnolog´ ıas de la Informaci´ on y Comunicaciones. Universidad Polit´ ecnica de Cartagena, 30202 Cartagena. Abstract— In the usual clinical procedure, for the application of a radiotherapy treatment, a dosimetry planning is previously performed from a x-ray volumetric scanning (Computed Tomo- graphy), placing on the patient several fiduciary marks, that will serve as external reference. In the treatment stage, the problem is to place the patient correctly in the accelerator so that the radiotherapy treatment precisely corresponds to the planned doses. This verification is achieved by comparing a Digitally Reconstructed Radiography from planning stage and a portal image obtained from the accelerator. Then the couch and the patient are moved longitudinally and transversally, using the fiduciary marks on the patient skin as a reference. The paper proposes an automatic method, based on image registration techniques, to accurately compute the couch movement required to locate the patient in the planned position. This method shows a perfect matching with the displacements estimated by the facultative during the corresponding treatments. I. MOTIVACI ´ ON Y ANTECEDENTES Los tratamientos de radioterapia (RT) est´ an encaminados a suministrar una determinada dosis de radiaci´ on sobre un volumen a tratar (o blanco), que debe estar bien delimi- tado, asegur´ andose as´ ı que la menor cantidad de radiaci´ on posible alcance el tejido sano adyacente. La verificaci´ on del posicionamiento correcto del paciente antes de comenzar un tratamiento de radioterapia es de vital importancia a la hora de garantizar que la dosis prescrita se va a administrar de manera precisa. Es necesario garantizar que los posibles movimientos del paciente, errores en su posicionamiento, errores humanos en el manejo de la instrumentaci´ on, etc., se puedan solventar comprobando los datos dosim´ etricos y geom´ etricos antes del tratamiento [1]. El procedimiento habitual para la aplicaci´ on de un tratamiento de radioterapia es el siguiente: se realiza un estudio a partir de im´ agenes procedentes de una exploraci´ on volum´ etrica mediante tomograf´ ıa computerizada (CT) sobre la zona en que est´ an localizados el tumor y los ´ organos de riesgo, colocando sobre el paciente al menos tres marcas fiduciarias que servir´ an de referencia externa; la posici´ on de estas marcas se tat´ ua en la piel del paciente. Haciendo uso de los datos CT, el sistema de planificaci´ on —que en el caso del Hospital Universitario Virgen de la Arrixaca (Murcia), con el que se ha colaborado en este trabajo, es el software Pinnacle de Adac— realiza el contorneado del blanco y de los ´ organos circundantes, y se procede entonces a planificar el tratamiento con el m´ odulo de simulaci´ on virtual y de c´ alculo dosim´ etrico, obteni´ endose as´ ı una serie de im´ agenes DRR (radiograf´ ıa digitalmente reconstruida, con energ´ ıas fot´ onicas t´ ıpicas del ´ ambito del radiodiagn´ ostico: 80-120 KeV) a partir de la informaci´ on CT, que servir´ an de referencia interna para el correcto posicionamiento del paciente. En concreto, se precalculan tantas DRRs como direcciones de incidencia del haz de radiaci´ on se prevean para el tratamiento planificado. Los datos geom´ etricos y dosim´ etricos de esta planificaci´ on se env´ ıan al acelerador lineal con formato DICOM-RT —figura Fig.1(a)—. (a) (b) Fig. 1. Software necesario para la planificaci´ on y dosificaci´ on del tratamiento de RT: (a) Software de planificaci´ on Pinnacle (informaci´ on almacenada en formato DICOM-RT); (b) Software empleado para la validaci´ on visual del posicionamiento. Llegados a este punto, el problema es colocar correctamente al paciente en el acelerador para que el tratamiento de ra- dioterapia se ajuste de forma precisa a los c´ alculos anteriores. En primer lugar se comprueba la posici´ on de cada campo (o haz) de radiaci´ on respecto al paciente. De acuerdo con la planificaci´ on, se desplaza la camilla sobre la que descansa el paciente de forma longitudinal y/o transversal —utilizando como referencia las marcas fiduciarias tatuadas en su piel— hasta conseguir que la posici´ on de entrada del campo en el paciente sea la planificada, y realiz´ andose entonces una comprobaci´ on final de importancia cr´ ıtica. En la actualidad,