Curso de Atualização e Técnicas Avançadas em MNPS – 2015

Introdução ao planejamento de Radiocirurgia

Armando Alaminos Bouza.Equipe de desenvolvimento MNPS-CAT3D.

Mevis Informática Médica LTDA.

São Paulo. 19 de Setembro 2015.

MNPS permite planejar radiocirurgia (SRS) com colimadores de seção transversal circular.Esta geometria do feixe de fótons é conseguida com a colimação criada pelos chamados “cones”.

Os cálculos relativos a penetração dos fótons no tecido dependem da distância percorrida pelo feixe entre a fonte e a entrada na pele do paciente. Este processo interno do sistema é chamado de “Ray tracing”. Para que o MNPS consiga definir a porta de entrada de cada feixe no paciente é necessário limpar as imagens, de modo que todo o ar externo ao paciente seja facilmente identificado no ray tracing. Estando na janela “Mosaic” do MNPS deve fazer CLIKC no botão indicado na figura da direita.

Janela de Mosaic

Barra de botões na janela Mosaic

No modo “Clean Image” o sistema apresenta cada corte em forma de imagem binária (branco ou preto). Com as teclas de seta esquerda e direita o operador modifica o limiar que define a borda do paciente. Quando achar que está bom use a tecla <ENTER>. O sistema apresentará uma versão em azul escuro (ar externo) e claro (tecido ou ar interno) de como será recortada a borda do paciente. Dê <ENTER> para confirmar ou <BackSpace> para voltar. Este processo é repetido para cada imagem na sequência.

IMPORTANTE : Caso este processo seja esquecido os resultados dosimétricos serão errados !

Começamos criando ao menos um isocentro. Cada campo dinâmico de irradiação tem que estar vinculado a um isocentro. Os isocentros são POIs.

Observar a fusão pode ajudar a definir o alvo da SRS

Geralmente o isocentro (POI) é criado com a ajuda de ROIs que definem as bordas do alvo em todos os planos onde a lesão (GTV) está presente e as vezes esta ROI pode incluir margens de segurança (PTV).

Uma ferramenta interessante para definir a localização dos POIs que são isocentros está no menu das ROIs : “ROI center to POI”. Alternativamente pode utilizar “ROI center of mass”, mas este último método tarda mais e não se justifica.

Para iniciar a definição e edição de campos dinâmicos (arcos) de tratamento, pode fazer CLICK no botão indicado da barra de ferramentas ou utilizar a tecla <F11>

Se for um tratamento novo, o MNPS vai abrir um diálogo para selecionar o arquivo de dados dosimétricos e geométricos para o LINAC que será usado no tratamento.

Em seguida se abre o editor de arcos de irradiação

Diâmetros de cones disponíveis neste sistema

Cada linha da tabela é um arco de tratamento com todos seus parâmetros.

Solução com isocentro únicoArcos planejados e resultado da isodose na janela 3D

Controle da isodose ou isosuperfície que se apresenta na janela de 3D.Na barra de botões da janela 3D CLICK no botão indicado ou <CTRL-I>

Recursos para avaliar qualidade do plano.Abrir o menu da radiocirurgia com botão indicado na barra de ferramentas ou com <CTRL-F11>.

Menu da Radiocirurgia“Conformity Index”

Selecionar ROI

Resultado índice de conformação

Recursos para avaliar qualidade do plano: Dose Volume Histogram (DVH)

Abrir Menu da Radiocirurgia Selecionar “Dose-Volume Histogram”

DVH:

Res

ulta

dos d

o pl

ano

com

isoc

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o ún

ico.

Recursos para avaliar qualidade do plano: DVH

Vamos procurar aprimorar o plano usando três isocentros

Três isocentros colocados de forma meio arbitrária dentro do PTV ou orientados pela “experiência” do operador

Resultado da distribuição de dose com os três isocentros não otimizadosPrescrição na curva de 60%

Axial Coronal Índice de conformação

Podemos otimizar ou melhorar a distribuição da dose manualmente, mudando a posição dos isocentros, modificando os pesos de cada arco e até mudando diâmetros de cones. Fazer isto em forma eficiente demanda muita experiência por parte do operador. Normalmente toma muito tempo a otimização manual do plano.

Para amenizar a complexidade no MNPS implementamos um método de otimização automática baseado em índice de conformidade. O sistema procura maximizar o índice de conformidade e respeitar o tecido sadio da periferia da lesão e um possível órgão de risco (OAR).

Abrir o Menu da Radiocirurgia e selecionar “Optimize Iso & Weight”

Após configurar os parâmetros da otimização e confirmar com OK o MNPS inicia a minimização da função objetivo, que em grande parte depende do índice de conformidade e também de restrições fora do alvo. As variáveis de cada arco que se otimizam são coordenadas dos isocentros (x,y,z) e peso de cada arco.Veja nas figuras parte da evolução do processo até atingir um ponto de mínimo nesse espaço multidimensional (neste caso com 25 dimensões).

Após a otimização os pesos dos arcos estão modificados, como pode conferir ao abrir o editor de arcos de radiocirurgia.

As coordenadas dos isocentros também podem mudar no processo.

Isodose antes de otimizar Isodose após otimizar

Como mudou o índice de conformidade após otimização

Ambos índices tiveram melhorias. O índice 1 (Paddick) é melhor quanto mais perto de 1.00. O índice de 2 (Jackie, et. al.) é perfeito quando seja 0.0, ele mede a distância média entre a isodose de prescrição e a borda do alvo (PTV neste caso).

Isodose de 60% otimizada em relação do PTV

Outro indicador que o MNPS calcula é a dose integral dentro do volume encerrado por cada curva de Isodose. Existem autores que correlacionam a dose integral com probabilidade de complicação, particularmente no caso de MAV.

Abrir o Menu da Radiocirurgia e selecionar “Integral Dose”.

Podemos avaliar a dose que será administrada a pontos particularmente importantes.Para isso marcamos POIs nestes pontos e abrimos o Menu da Radiocirurgia. Selecionamos “Dose to POIs”.

Depois de aprovado o plano pelo radioterapeuta, o neurocirurgião e o físico, devemos imprimir o protocolo de tratamento, que contém todos os parâmetros necessários no console controlador do LINAC. Também apresenta a localização de cada isocentro, ângulos de mesa e gantry. Abrir Menu da Radiocirurgia e selecionar “Protocol”.

Como fica evidente ao observar o menu da Radiocirurgia nesta aula não esgotamos todos recursos presentes no MNPS, mas deixamos o aluno em condição de explorar o restante individualmente.

Todas as outras ferramentas previamente estudadas estão disponíveis no planejamento da radiocirurgia, incluindo POIs, ROIs, registro e fusão, o uso de mapas, etc. Está nas mão do operador integrar todos estes recursos em forma criativa incrementando a informação e segurança ao procedimento.

fim