Planejamento de IMRT no CAT3D : Caso de testePTV na forma de “C” com OAR interno ao PTV

Volume do “tecido” é um cubo de 300x300x300 mm3 . PTV em vermelho e OAR em azul.(O IMRT é particularmente útil em PTV côncavos. Estritamente falando, PTVs convexos não necessitam IMRT)

Quantos campos utilizar? O mínimo número de campos capaz de satisfazer as restrições do PTV e OAR indicadas pelo médico. Podemos começar com o mínimo razoável e aumentar caso não seja atingido o objetivo.

Que ângulos utilizar? Uma boa idéia de partida são campos equi-espaçados, evitando campos paralelos e opostos, por isso na grande maioria das vezes é número impar.

Vamos começar testando 5 campos a cada 72 graus.

Para cada campo certifique-se que o tamanho seja suficiente para atingir todo o PTV com uma folga de vários mm (5 a 10 mm). Isto deve ser feito com o BEV/DRR de cada campo.

IMRT menu Init IMRT Modalidade da entrega

(delivery method)

Normalizando para atingir 100% no isocentro. Estado inicial da distribuição antes da optimização de fluxo

Abrir a janela de parâmetros da optimização de fluxo.

As condições que podemos definir para uma ROI são "Equal" ou "Below". Usamos a condição de "Equal" para tratar com ROI que definem alvos, e queremos que eles sejam atingidos por fortes doses de radiação ionizante e de forma homogênea. Usamos a condição de "Below" para ROIs que definem órgãos ou estruturas anatômicas que necessitamos proteger da radiação ionizante.

Para o caso de ROIs alvo, caso o desvio da dose seja superior ao valor definido como "Tolerance“, a penalização matemática será aumentada pelo CAT3D. Não recomendamos valores "Tolerance" inferiores a 6%.

No caso de OAR, tem a condição de "Below“, a dose que se define em "Dose %" é valor máximo permitido dentro dessa ROI, o objetivo do CAT3D nestas ROIs é evitar que a dose seja superior a este valor. Voxels com valores de dose maior que o desejado são penalizados matematicamente. Nestas ROIs o valor de "Tolerance" não é considerado nos cálculos.

O valor da penalização matemática por infringir alguma das condições de dose é definido pelo parâmetro "Weight" . O valor "Weight" toma valores entre 0.0 e 1.0, sendo que com 0.0 não se penaliza nada e essa condição perde toda importância na otimização.

O parâmetro "Priority" permite resolver o conflito da superposição de ROIs. Caso um mesmo voxel seja parte de duas ROIs presentes na tabela de otimização, a ROI com maior valor de prioridade ficará com esse voxel para efeitos da otimização e a outra ROI não incluirá o dito voxel. Se o valor de prioridade das duas ROIs que compartilham voxels for o mesmo, os voxels serão incluídos duplamente na otimização.

O parâmetro "OHT Dose" define a dose máxima que se tolera sem penalização no restante das estruturas anatômicas excluídas de toda ROI da tabela de otimização. "OHT" interpreta-se como tecidos que são do resto da anatomia. "OHT Weight" é peso da penalização por ultrapassar o valor de dose definido em "OHT Dose".

O parâmetro "Gradient" serve para evitar mapas de fluxo com vales e bicos muito agudos que são dificilmente conseguidos na prática (tanto pelo modulador, quanto pelo MLC). Nossa recomendação é, deixar sempre ligado o parâmetro "Gradient Priority", e no "Gradient Penalization" deixar 5 para moduladores e 10 para MLC (valores default).

O botão de "Print" pode ser usado para imprimir as condições de otimização, inclusive, pode abrir esta janela, imprimir o último que foi feito e depois dar ESC para não mudar nada, apenas imprimir.

Depois que tudo está configurado adequadamente pode clicar em OK.

Cria os beamlets para todos os campos, alguns deles não batem nenhum PTV e podemos eliminar esse antes de otimizar

Com os beamlets úteis cria-se a matriz do modelo. Matriz para guardar a fração de dose de cada beamlet a cada voxel controle do problema.

(1726 beamlets foram descartados, poupamos memória da matriz e tornamos a convergência eficiente, 440 MBytes)

Resultado sem ainda incluir OAR na otimização! A penalização de OHT foi o único critério até agora.

Vamos tentar diminuir a dose no OAR.

Inicialize a IMRT, normalize novamente para atingir 100% no isocentro ou em algum ponto dentro do PTV.

Incluímos o OAR na janela de parâmetros para optimizar o fluxo.

Solicitamos dose no OAR menor que 50% com peso 0.02 .

No próximo slide compararemos o resultado com e sem inclusão do OAR.

A dose no centro do OAR passou de 76.7% para 51.8%.

Parece que pioramos a homogeneidade do PTV.

Um ponto quente foi criado fora do PTV, encostado nele, mas já invadindo OHT.

O DVH pode complementar esta avaliação qualitativa :

Melhoramos muito a restrição do OAR, mas pioramos a homogeneidade do PTV

Podemos e devemos explorar condições intermediárias, relaxando a restrição do OAR.

Exemplo: O resultado deste DVH corresponde a fixar a dose máxima do OAR em 60% e o peso da penalização em 0.01 .

Caso este resultado para o OAR passe os critérios determinados pelo médico, seria interesante ficar com esta solução. Com ela melhoramos a cobertura do PTV e diminuímos regiões quentes em OHT.

Caso esgotemos os recursos, podemos pensar em aumentar o número de campos. Lembrando que muitos campos elevam o custo do tratamento e aumentam a complexidade do mesmo.

Resultado com 7 campos a cada 51.43 graus.OAR com dose máxima de 50% e peso de 0.01.

Melhora na homogeneidade do PTV e OAR menos atingido.Maior custo, tempo e complexidade do tratamento. É importante verificar se é necessário, ou se uma solução com 5 campos bastaria.3D da iso-superfície de 96% com cobertura boa do PVT.

Dica : Criar ROI auxiliar expandida do PTV ou de OAR, segundo a necessidade. A ROI verde foi uma expansão de apenas 1 mm ao PTV e melhorou significativamente sua cobertura.

Note que todo o PTV ficou dentro de 96% e o OAR com dose menor que 62%.

Observe os mapas de fluxo criados, pode descobrir existência de vales ou picos de difícil fabricação (ou impossível de conseguir em Step&Shot).Mostramos o mapa de fluxo do campo 1 (90 graus) com proteção central para poupar OAR. Ao lado direito 3D do modulador correspondente.

Exportando moduladores

CAT3D e IMRT. Controle da Qualidade e o modulo de densitometria fílmica.

Arquivo da curva sensitométrica. Nome do arquivo: Densitometry.txtPasta do planejamento ou pasta do CAT3D.Exemplo.

rem DOSE PIXEL_VALUE_FROM_SCANNER_MICROTEKrem Paciente : Fulano de TalPOINT = 0.0 254POINT = 0.1 201POINT = 25.0 157POINT = 50.0 105POINT = 75.0 74.5POINT = 100.0 57POINT = 125.0 42.5POINT = 150.0 33.5POINT = 175.0 23.5POINT = 200.0 15.5POINT = 225.0 11.5

Fazer exposição de cada campo. Digitalize cada campo, salve em TIFF, sem compactar. Utilizar as mesmas condições da curva de calibração e mesmo scanner. Utilizando o programa GIF2IMG.EXE converter cada TIFF a IMG do CAT3D.Crie um novo plano de tratamento com cada filme em modo IMG.

No menu da densitometria selecione “Dose value from film densitometry”.

Ver proxima imagem.

Na figura anterior se ativou o modo “profile”, com F8.

Observe que o valor do pixel agora consta como “Pd” . Significa que a densidade do pixel foi transformada a dose mediante a curva sensitométrica.

Importe os campos do tratamento de IMRT. Desligue todos os campos menos um. Oriente o gantry e a mesa até conseguir que o eixo central do campo seja perpendicular ao plano do film e coincida com o isocentro sobre o film.

Profile de dose planejada versus densitometriaPlano

Densitometria

Profile de dose planejada versus densitometriaPlano

Densitometria

Gamma function 3% / 3mm

Caso com Gafchromic EBT2

Gafchromic EBT2.3% / 3 mm

99.99 % pass

(Gafchomic tem mais ruido?)

Muito Obrigado!

www.linkedin.com/company/mevis-inform-tica-m-dica-ltda-

www.mevis.com.br

www.facebook.com/MevisInformaticaMedica