Planejamento de um caso-teste de IMRT no CAT3D
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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)
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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.
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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.
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IMRT menu Init IMRT Modalidade da entrega
(delivery method)
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Normalizando para atingir 100% no isocentro. Estado inicial da distribuição antes da optimização de fluxo
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Abrir a janela de parâmetros da optimização de fluxo.
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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.
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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.
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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)
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Resultado sem ainda incluir OAR na otimização! A penalização de OHT foi o único critério até agora.
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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.
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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 :
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Melhoramos muito a restrição do OAR, mas pioramos a homogeneidade do PTV
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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.
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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.
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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%.
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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.
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Exportando moduladores
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CAT3D e IMRT. Controle da Qualidade e o modulo de densitometria fílmica.
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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
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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.
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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.
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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.
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Profile de dose planejada versus densitometriaPlano
Densitometria
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Profile de dose planejada versus densitometriaPlano
Densitometria
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Gamma function 3% / 3mm
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Caso com Gafchromic EBT2
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Gafchromic EBT2.3% / 3 mm
99.99 % pass
(Gafchomic tem mais ruido?)
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Muito Obrigado!
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