Atualização e Técnicas Avançadas do CAT3D - 2015

Introdução e novidades

Armando Alaminos Bouza.Equipe de desenvolvimento MNPS-CAT3D.

Mevis Informática Médica LTDA.

Resumo da principais novidades do sistema CAT3D no último ano.

• LOCALIZATION. Valores para LOCALIZATION: LOCAL_BR, LOCAL_SP,LOCAL_EN for English• DICOM RT extendido e aprimorado para diversos fabricantes de LINACs e sistemas de

gerenciamento (Mosaic, Aria, Therapist, 4DTC, etc).• Exportar DRR a Dicom e vínculo com DicomRT-Plan.• Suporte para o MLC de 160 lâminas do ARTISTE de Siemens.• Suporte a Virtual Wedge de Siemens ( VW ) e exportar para Dicom RT.• Importador Dicom (Dicom.exe) aceita DicomRT-Struct (ROIs).• Importador Dicom suporta JPEG2000.• Novas operações geométricas implementadas no importador Dicom.• CAT3D aceita as DicomRT-Struct criadas por outro sistema.• Criação de uma ROI esférica partindo de um POI.• Translação de ROIs em 3D.• Auto ROI foi melhorado.• Nova ferramenta interativa para facilitar registro/fusão de sequências não axiais.• O novo CAT3D executa sobre a SDL 2.03 e pode fazer “resize”, “maximize”, “fullscreen”, etc.• Bugs descobertos e corrigidos.

CAT3D executando com a SDL 2.03 (a partir de CAT3D ver. 7.12.16)

Até a versão 7.12.15 do CAT3D a biblioteca gráfica e de eventos utilizada era SDL 1.14. Com a nova SDL 2.03 é possível escalar a janela do sistema, de modo que agora podemos fazer resize e inclusive fullscreen mode (com ALT-ENTER). O modo fullscreen não fica continuamente, pois cada vez que o CAT3D necessita abrir uma janela de diálogo tem que voltar ao modo “windowed” [*].

Na SDL 2.03 diversas tarefas gráficas podem ser realizadas pelo processador de vídeo (NVidia, ATI, Intel graphics, etc). Nesse caso falamos de “Hardware rendering”. O harwarerendering é mais rápido que o software rendering. Mas não todas as placas de vídeo e sistemas operacionais suportam o hardware rendering, especialmente nos sistemas velhos.

Agora o CAT3D lê um arquivo de configuração com nome SDL.INI e consulta o parâmetro “RENDERER” . Podemos definir RENDERER = SOFTWARE ou RENDERER = HARDWARE .

Software rendering é marginalmente menos rápido, mas bem mais portável.

[*] - No modo fullscreen somente é possível mostrar a janela do processo ativo, é impossível ter duas janelas de Windows no modo fullscreen.

Simple DirectMedia Layer.

Cross-Platfrom and Open source library.

ww.libsdl.org

Captura de tela no Windows mostrando três instâncias de CAT3D, sendo uma “Maximized” e outras duas redimensionadas ( “resized” ).

Para definir os valores dos locais utilizamos o arquivo de configuração CAT3D.INI

Seguem três exemplos possíveis, até agora :

LOCALIZATION = LOCAL_BR

LOCALIZATION = LOCAL_SP

LOCALIZATION = LOCAL_EN

Por enquanto este parâmetro afeta a geração dos protocolos.

No caso de não achar uma definição para LOCALIZATION o CAT3D assume Inglês.

Dicom importer.

Novas operações geométricas que modificam a sequência de imagem toda por igual.

- Horizontal Flip

- Vertica Flip

- Rotation Angle (degrees).

Módulo para importação de imagens DICOM.- Suporte a DICOM RT-Struct. Permite importar ROIs criadas por outro sistema de segmentação que

exporte segundo a norma do DICOM RT-Struct.(Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) Part 3: Information Object Definitions. PS 3.3-2003)

Outras melhoras :

• Cada vez que criamos um novo plano o CAT3D perguntava se o “Image Aligning” era necessário. Agora o modonormal é não fazer e não perguntar. Hoje este recurso tornou-se obsoleto pois quase niguém fazplanejamentos 3D a partir de tomografias digitalizadas por um scanner. Caso seja necessário alguma vez, podeadicionar esta linha ao CAT3D.INI: SkipImageAligning = NO . Depois, pode tirar essa linha do CAT3D.INI para voltar ao modo normal.

• Para facilitar o cálculo manual utilizado para fazer validações independentes do TPS, agora o CAT3D salva umacópia da tabela de TMR no arquivo CAT3D.LOG. Versões anteriores apenas mostravam a tabela de TMR na telado PC. Para criar a tabela do TMR, abrir o Menu da teleterapia ( CTRL-F11 ou botão Fx ) e selecionar “Generate TMR Table”. A tabela gerada no CAT3D.LOG é ASCII e pode ser importada para Excel facilmente.

Outras melhoras.

• Modificações ao DICOM-RT-PLAN exportado para Mosaic ao mudar a versão do Mosaic da 2.41 para 2.50.

• Saída opcional dos mapas do MLC para cada campo em arquivo ASCII. Esta implementação pode ser útil casoexista uma falha na rede de comunicação do CAT3D com o LINAC ou com o gerenciador e o usuário queira entrarmanualmente as coordenadas de cada lâmina utilizando algum programa do Sistema gerenciador do MLC. Para ativar este recurso adicione a linha que segue ao arquivo CAT3D.INI :

MLC_Maps2ASCII = YES

O arquivo gerado fica na pasta de trabalho do CAT3D (usualmente c:\cat3d\rtpimg\ ) com o nome do plano e concatenado o final .MLC.TXT .

Todos os campos do plano ficam juntos no mesmo arquivo.

Este recurso já foi testado em antigos Precise com controladores “Elekta WorkStation” versões 4.x e 5.x .

Veja um exemplo do arquivo na lâmina que segue.

CAT3D MLC maps in ASCII formatPatient name: Fulano de Tal Patient ID : 201534568Machine name:6X_Elekta_XX (Linac Photons)Calibration [cGy/MU]: 1.0000 (12/2/2015)(calibration at reference SSD + dmax)

Sun Nov 08 09:38:52 2015_____________________________________Field Number: 3Leaf 40 -> -0.00 0.00Leaf 39 -> -0.00 0.00Leaf 38 -> -0.00 0.00Leaf 37 -> -0.00 0.00Leaf 36 -> -0.00 0.00Leaf 35 -> -0.00 0.00Leaf 34 -> -0.00 0.00Leaf 33 -> -0.00 0.00Leaf 32 -> -0.00 0.00Leaf 31 -> -0.00 0.00Leaf 30 -> -0.00 0.00Leaf 29 -> -0.00 0.00Leaf 28 -> -0.00 0.00Leaf 27 -> -0.00 0.00Leaf 26 -> -0.00 0.00

Leaf 25 -> -0.00 0.00Leaf 24 -> -0.00 0.00Leaf 23 -> -2.92 4.27Leaf 22 -> -3.47 5.07Leaf 21 -> -3.57 5.12Leaf 20 -> -3.67 5.07Leaf 19 -> -3.67 3.32Leaf 18 -> -2.02 0.77Leaf 17 -> -0.00 0.00Leaf 16 -> -0.00 0.00Leaf 15 -> -0.00 0.00Leaf 14 -> -0.00 0.00Leaf 13 -> -0.00 0.00Leaf 12 -> -0.00 0.00Leaf 11 -> -0.00 0.00Leaf 10 -> -0.00 0.00Leaf 9 -> -0.00 0.00Leaf 8 -> -0.00 0.00Leaf 7 -> -0.00 0.00Leaf 6 -> -0.00 0.00Leaf 5 -> -0.00 0.00Leaf 4 -> -0.00 0.00Leaf 3 -> -0.00 0.00Leaf 2 -> -0.00 0.00Leaf 1 -> -0.00 0.00---------------------------------------------Field Number: 4

Outras melhoras.

• As configurações das imagens axiais, das DRRs e do DicomRT-Plan foram adequadas para conseguir que o gerenciador “Therapist” de Siemens consiga agrupar todos os elementos como um plano ou fase e permita comparar com o “Cone Beam CT Imaging” do mesmo fabricante. Testado em sistema configurado com o LINAC “Artiste” e o “Therapist”, em rede com o CAT3D.

• Implementado modelo matemático do “Virtual Wedge” (VW) de Siemens, segundo o método de Jan Santvoor (Phys. Med. Biol. 43. June 1998). Com este modelo podemos criar com precisãorazoável o perfil de dose de qualquer ângulo permitido de VW. Versões anteriores do CAT3D permitiam apenas um grupo seleto de ângulos com perfil de dose numérico, medido e tabelado no arquivo RSD.

• Melhoras nos recursos para contorno (ROIs) e registro e fusão de imagens serão detalhados emapresentações separadas.

Planos criados no CAT3D e importados no “Therapist” de Siemens(fotos por cortesia do Dr. Luiz Antonio Sales)

Resumo dos parâmetros adicionados para configurar a exportação do DicomRT-Plan:

DCM_TREATMENTMACHINENAMEDCM_MANUFACTURERMODELNAMEDCM_MANUFACTURERDCM_SOURCEWEDGEDISTDCM_SERIALNUMBERDCM_DOSERATEDCM_NOMINALENERGYDCM_MIRRORCOUCH

Para detalhes sobre o significado de cada um leia o arquivo Version_History_CAT3D.PDF que acompanha cada update.

Outros parâmetros devem adicionar-se em futuras versões do CAT3D na medida que sejam necessários, acompanhando o desenvolvimento dos sistemas de gerenciamento de cada fabricante de LINACs e Record and Verify Systems.

NOTA: Alguns destes parâmetros também atuam sobre a comunicação com redes LANTIS.

Bugs achados e eliminados neste ano.

- No algoritmo Collapsed Cones Convolution/Superposition em caso de mesa 90 e grantry 90. Poderia criar-se um erro ao calcular um vetor unitário no referido algoritmo no eixo central de um campo nessa orientação. Foi resolvido. Este era um bug de muito baixo impacto ou probabilidade, pela configuração especial do gatilho. Nenhum usuário informou dele, foi achado em testes internos da Mevis. Corrigido na versão 7.12.16.

- ROI Expansion. Para alguns casos particulares de expansão e espaço entre cortes podia gerar múltiplos segmentos pequenos no corte mais cranial ou mais caudal. Não temos observado o problema após modificação. Mas caso o problema seja apresentado a solução do usuário é modificar em alguns décimos de mm o valor da expansão. Corrigido na versão 7.12.15.

- Problemas para interpretar as coordenadas Dicom das novas imagens volumétricas criadas pela ressonância magnética Achieva. Na realidade, não era um bug, foi preciso criar uma nova implementação para tratar destas imagens multiframe. Resolvido em Dicom.exe versão 5.27.4.

Bug não resolvido na versão 7.12.16 : Click na janela do ROISelect pode modificar a posição do cursor no CAT3D.