Novidades nas últimas versões do CAT3D : da 7.12.08 até 7.12.13Evolução do CAT3D em 2014.

por Armando Alaminos Bouza – Mevis – Brasil.

Aspectos dosimétricos.

Fatores de correção do fluxo de energia no ar para diversos tamanhos de campo. A variação do fluxo no ar como função do tamanho de campo é um fenômeno fisicamente complexo. Existem diversos modelos para tratar este problema, sendo os mais populares os modelos de múltiplas fontes virtuais. No CAT3D introduzimos esta correção, que afeta exclusivamente ao algoritmo de Collapsed Cones Convolution (CCC), com o parâmetro EDK_FLUX_CORRECTION no arquivo RSD. Mostramos a seguir um exemplo de uso e sintaxe :

EDK_FLUX_CORRECTION = 6 40 50 80 100 200 300 1.0074 1.005 1.0033 1.00 0.9872 0.9814

Neste caso introduzimos correções para 6 tamanhos de campo. Nota-se que, ainda que possa parecer redundante, a sintaxe requer o fator 1.0 para o campo de 100x100 mm2 . Podemos utilizar até 32 tamanhos de campos diferentes.

Aspectos dosimétricos.

- Desenvolvemos um programa denominado “FixCC_Spectrum.exe”, capaz de procurar um espectro de energia ótimo que reproduza da melhor forma possível a distribuição de dose na profundidade, sobre o eixo central, para o campo de 100x100 mm. Para mais detalhes consultar : http://www.slideshare.net/alabouza/reconstruccion-del-espectro-energtico-del-haz-para-modelar-el-cc-en-el-cat3-d

- Foi introduzido um modelo de contaminação do feixe primário com elétrons. Exemplo da sintaxe no RSD:

EDK_CONTAMINATION = 450 0.42 0.59 20100 0.49 0.41 20200 0.55 0.35 20320 0.54 0.32 20

A figura que segue apresenta o resultado de introduzir o referido modelo na curva de PDD de um feixe de 15 MeV, campo de 100x100 mm2 .

Feixe de 15 MeV, campo de 100x100 mm2.

Curva azul, formada pelos dados medidos.

Curva vermelha é resultado do CCC com modelo de contaminação de elétrons adicionado – CAT3D.

Curva amarela é resultado do CCC sem considerar a contaminação de elétrons – CAT3D.

Aspectos dosimétricos.

Distribuição da dose para um feixe de 15 MeV de fótons, campo de 100x100 mm2 , sobre o eixo central.O espectro utilizado foi otimizado com o FixCC_Spectrum. Também foi utilizado o modelo de contaminação com elétrons.

Curva em azul é experimental.

Curva vermelha foi criada pelo algoritmo Collapsed Cones Convolution/Superposition do CAT3D.

Aspectos dosimétricos.

- Foi melhorado o perfil de dose dos filtros virtuais EDW na direção perpendicular ao ângulo do filtro. Foi introduzido um parâmetro de controle para o perfil neste sentido. No final da linha para definir um EDW utiliza a palavra chave: NON_W_FAC , seguida de um número flutuante entre 0.0 e 1.0.

- Criado um mecanismo para limitar a matriz de cálculo de dose no eixo Z (caudal – cranial) . Este recurso tem objetivo de melhorar a performance. Em muitos casos o volume de cálculo original, formado por todos os cortes tomográficos do paciente, ultrapassa em muito a região a ser tratada. O CAT3D normalmente calcula a dose em todo o volume tomografado. Definindo dois POIs que agem como palavras-chave, DGRIDL e DGRIDH, podemos informar ao CAT3D o plano mais caudal e o plano mais cranial que definem a região onde queremos cálculo da dose. Fora do intervalo entre DGRIDL e DGRIDH o CAT3D não vai calcular dose. Isto faz com que os processos DVH, renderização 3D e isodoses em 3 planos sejam mais rápidos.

- Entre as versões 7.12.08 e 7.12.12 foram introduzidas modificações no algoritmo CCC para tornar mais rápido o processo de convolução/superposição. Como resultado, a versão 7.12.12 é 25-40% mais rápida que a versão 7.11.00. Para atingir este resultado, entre outras coisas, passamos a utilizar a biblioteca Intel Math Kernel Library (MKL) e isso criou um problema: não podemos executar o CAT3D em processadores AMD.

Exemplo de uso do DGRIDL e DGRIDH

Neste caso o tempo de cálculo do plano de dose em coronal e sagital deve cair para 50% do que seria sem definir os POIs DGRIDL e DGRIDH

Aspectos dosimétricos.

- Convergência mais rápida da otimização de IMRT no caso de “delivery” com moduladores.

- A nomenclatura original (default) do CAT3D para orientação dos filtros em cunha é : ClockWise= CW, Counter ClockWise=CCW, IN e OUT. Vários modelos de LINAC utilizam LEFT e RIGHT no lugar de CW e CCW. Para configurar essa preferência introduzimos a palavra-chave WedgePosStyle no RSD. Exemplo :

WedgePosStyle = 1

a linha anterior configura o CAT3D para apresentar LEFT e RIGHT em todos os documentos.

- Nova versão do Wdcalc 3.06 incluindo especificações da qualidade do feixe de elétrons para dosimetria.

- O CAT3D reconhece o nome W60_MOTOR, como o filtro da Elekta. Utilizando este nome no RSD o CAT3D pode checar que seja colocado na direção correta dentro do plano.

Suporte a Dicom

- Agora, cada vez que salvamos o plano o CAT3D gera uma versão Dicom-RT-Plan do plano. Lembrar que além disso o plano fica salvo como RTP/ROI/etc e um resumo do plano em PPF (para PPFviewer).

- As seguintes palavras-chave foram adicionadas para complementar informações necessárias na hora de exportar Dicom-RT Plan :

DCM_TreatmentMachineName DCM_ManufacturerModelName DCM_SerialNumber DCM_SourceWedgeDistDCM_DoseRate DCM_Manufacturer DCM_NominalEnergy (*)

- Alguns sistemas de gerenciamento de pacientes, “Record&Verify” ou controladores de consola de LINAC exigem que esteja aprovado o plano. Por isso introduzimos o campo “Approved by” no diálogo de salvar plano.

(*) - o DCM_NominalEnergy também é utilizado para exportação para RTP-link de LANTIS

Suporte a Dicom

O campo “Approved by” pode ser obrigatório, exemplo em sistemas da Varian. Note que o nome colocado em “Approved” não é registrado, pode ser qualquer com 3 ou mais caracteres. Enquanto o Approved esteja preenchido, o CAT3D impede modificar o plano; caso queira alterar o plano simplesmente limpe o campo “Approved By” .

Suporte a Dicom .

- O CAT3D pode exportar todas a imagens do plano como arquivos Dicom. No menu inicial do CAT3D selecione “File” e dê um click do mouse em “Export Dicom” . As imagens exportadas ficarão na pasta Dicom.

- O filtro para importar Dicom mudou para versão 5.24. Tem várias melhoras para suporte a imagens multi-frame, tipos de compactação (transfer sintax). Também adicionamos suporte a imagens NIfTI-1 de 32 bits, muito utilizada em neurociências. Adicionamos o número de imagens por sequência, pode ser útil quando temos várias sequências para selecionar uma.

Suporte a DICOM .

- Melhora para tartar (na realidade pular) os overlays dentro de arquivos DICOM.

NOTA: Limitação na importação de imagens DICOM.

Os filtros Dicom para CAT3D e MNPS, nesta data 06/12/2014, não tem suporte para a sintaxe de transferência (transfer sintax) 1.2.840.10008.1.2.4.90 ou 1.2.840.10008.1.2.4.91 . Sendo a primeira JPEG2000 Lossless e a segunda JPEG 2000 Lossy. Hoje estas formas de compactação não são implementadas pelos fabricantes de CT, MRI ou PET, mas sim pelo visualizador OsiriX de MAC OSX. Ainda assim note que o sistema OsiriX pode ser configurado para gravar as imagens como 1.2.840.10008.1.2.4.70 (Lossless JPEG first order), ou para gravar sem compactar.

Novidades – Usabilidade e melhoras diversas.

- Cada vez que o CAT3D gera uma DRR/BEV a imagem equivalente é gravada na pasta do plano em formato DCM. O nome dos arquivos é formado como: Nome_do_Plano.nnDRR.dcm. Onde nn é o número do campo dentro do plano.

- As imagens DRR/BEV podem ter um overlay com a grade a cada um cm. Isto pode ajudar nas comparações com portal films.

- A janela de diálogo para DRR/BEV agora tem um parâmetro de control para mostrar ou não mostrar a grade (ver imagem).

Novidades – Usabilidade e melhoras diversas.

- No desenho de ROIs no modo “Brush”, pode apertar SHIFT para alternar entre adicionar e remover volume.- No modo Brush, aperte “D” no teclado para definir limites na densidade do tecido que pretendemos desenhar,

deste modo evitamos ultrapassar limites da estrutura. Ver figura que segue, mostrando uma janela de densidade que evita sair para ar o pulmão (low) ou para ossos (high).

- Agora o segmento de ROI que está sendo desenhado é projetado continuamente nas imagens reconstruídas do lado direito da tela.

- No editor de campos e editor de parâmetros da DRR/BEV podemos utilizar click direito do mouse para alternar os campos booleanos (YES / NO, etc).

- Suporte a monitores com resolução até 2560x1440. No caso destas resoluções o CAT3D procura ocupar a maior área possível na tela. Antes era até 1920x1080 .

Novidades do CAT3D em 2014. Módulo para radioterapia estereotáxica fracionada. Ainda em desenvolvimento.

- Activa o modo estereotáxico como CTRL-0 (control + zero). Módulo opcional.- Por enquanto suporte apenas para caixa localizadora da BrainLab.

Figura ao lado apresenta os fiduciais localizados pelo CAT3D com sombras em vermelho e azul.

Depois de localizados os fiduciais, o sistema passa a apresentar as coordenadas cartesianas referidas à caixa estereotáxica.

Caso teste com elementos desenhados na DSA e na CT.

Desenhos feitos na CT sobre os localizadores de DSA são corretamente projetados sobre as imagens de DSA (quadradinhos em verde e vermelho).

A ROI do alvo também com boa coerência entre as imagens de CT e DSA.

Futuras versões possibilitarão incluir suporte a outros aparelhos estereotáxicos.

Muito Obrigado!

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