Multiple Brain Mets SRS

Sadržaj

Introdução

Otimização inversa de arcos conformados dinâmicos

O software Multiple Brain Mets SRS suporta a geração rápida e automática de planos de tratamento de um único isocentro para múltiplas lesões. Para permitir planejamentos de tratamento consistentes e estabelecer uma solução de compromisso entre conformidade, preservação de tecidos normais, tempo de tratamento e precisão da aplicação, o software Multiple Brain Mets SRS utiliza arcos conformados dinâmicos. Em um plano típico, múltiplos PTVs são irradiados automaticamente para cada arco.

Um arco conformado dinâmico da Brainlab possui as seguintes propriedades:

  • Os PTVs são atribuídos aos arcos ou não.
  • As lâminas do MLC de adaptam à projeção dos PTVs na visualização Beam’s Eye (BEV).
  • Como um grau de liberdade adicional, uma margem de BEV positiva ou negativa pode ser adicionada à projeção do PTV. Essa margem pode ser modificada individualmente para cada PTV designado. Um PTV pode ter diferentes margens de BEV para cada arco ao qual ele é designado.
  • Como um grau de liberdade adicional, o formato projetado do PTV pode ser bloqueado para cada ponto de controle individual. Bloqueio significa que o sequenciador de lâminas procura fechar as lâminas para o ponto de controle. Isto é chamado recorte.
  • O arco possui uma taxa de dose/velocidade de gantry constante.

O algoritmo de otimização atual facilita a geração automática de planos de tratamento que refletem uma ótima solução de compromisso entre múltiplas doses de prescrição, restrições de dose para órgãos em risco (OAR), índices de conformidade/gradiente e unidades monitoras. Os arquivos de protocolo clínico, que podem ser editados pelos usuários, contêm descrições sobre prescrição, restrições e vários parâmetros de otimização. Vários parâmetros podem ser alterados na interface de usuário para acomodar o ajuste fino dos planos de tratamento gerados automaticamente.

Visão geral sobre o algoritmo de otimização

A otimização do plano de tratamento é composta por duas etapas de otimização principais:

  1. Distribuição das metástases para os arcos e otimização dos colimadores.
  2. Otimização principal: otimização inversa de plano de tratamento, por meio da otimização simultânea de margens de BEV, recortes e pesos de arco.

Essas etapas de otimização são descritas com maiores detalhes nas próximas seções deste capítulo.

Controlando a prescrição

O software Multiple Brain Mets SRS 2.0 distingue dois modos de prescrição:

  • Modo de prescrição não SRS: prescreve PTVs usando um ponto único de histograma dose-volume (DVH), que corresponde à dose de cobertura a ser alcançada para o volume de cobertura. Isto corresponde tipicamente à dose que deve ser alcançada na borda do PTV. No modo de prescrição não SRS, a dose máxima não é controlada diretamente pelo algoritmo de otimização. A barra deslizante de tecido normal pode ser utilizada para controlar a solução de compromisso entre a heterogeneidade da distribuição da dose e a preservação de tecidos normais.
  • Modo de prescrição SRS: prescreve PTVs usando dois pontos do histograma dose-volume (DVH) que correspondem, primeiro, à dose de cobertura (semelhante ao modo de não SRS Prescription) a ser alcançada para o volume de cobertura e, segundo, à restrição de dose desejada a ser alcançada dentro do PTV (hotspot controlado). Isto permite a prescrição para uma linha de isodose (IDL) por meio da definição de diferentes valores de dose para a borda e para o centro de um PTV (prescrição de IDL). O uso do modo de prescrição SRS permite o controle da homogeneidade da distribuição de dose nos PTVs. Devido à natureza dos arcos conformados dinâmicos, o hotspot é tipicamente localizado no centro do PTV.

Exemplos de distribuição de dose para o modo de prescrição SRS



Componente

Para alcançar uma prescrição de IDL de 50% (a dose de cobertura corresponde a 50% da restrição de dose desejada), o algoritmo de otimização descobre margens de BEV negativas. O resultado é uma distribuição de dose muito heterogênea.

Para alcançar uma prescrição de IDL de 90% (a dose de cobertura corresponde a 90% da restrição de dose desejada), o algoritmo de otimização descobre margens de BEV positivas. O resultado é uma distribuição de dose homogênea.

  • É difícil alcançar uma distribuição de dose homogênea na região em que a radiação penetra no corpo (perto do crânio).
  • Quando os PTVs estão muito próximos uns dos outros, o hotspot aparece tipicamente em algum local entre os PTVs, ao invés de aparecer no centro dos PTVs individuais. Este é o resultado da sobreposição de campos de diferentes direções. A combinação de PTVs deve ser considerada para se alcançar a distribuição de dose desejada.
  • De forma semelhante, quando os PTVs estão muito próximos uns dos outros, geralmente não é possível alcançar uma prescrição de IDL homogênea. A combinação de PTVs deve ser considerada para se alcançar a distribuição de dose desejada.

A dose e o volume de todos os pontos de prescrição podem ser definidos individualmente para cada metástase. Portanto, é possível definir diferentes prescrições de IDL em um único plano de tratamento.

O modo de prescrição SRS pode ser acionado no protocolo clínico ou no software Multiple Brain Mets SRS.

Otimização da configuração do arco

O algoritmo de otimização utiliza modelos de configuração de arco definidos pelo usuário, que definem principalmente os ângulos da mesa, os ângulos de início do gantry e os ângulos de parada do gantry. Após a seleção de uma configuração de arco, o potencial espelhamento dos arcos é realizado da seguinte maneira:

  • A configuração de arco original é espelhada no plano sagital.
  • Para as duas configurações:
    • Todos os PTVs selecionados para tratamento são designados para todos os arcos.
    • A profundidade radiológica é acumulada em todos os pontos de controle.
  • A configuração com a menor profundidade radiológica acumulada é selecionada como modelo para planejamento de tratamento.

A ação de desmarcar PTVs para tratamento resulta em uma nova consideração de espelhamento da configuração de arco. Para desativar o espelhamento automático, altere a respectiva definição na configuração do arco.

Observação: após uma alteração manual dos ângulos de mesa/gantry para o arco, as configurações espelhadas do arco não são consideradas. Este comportamento persiste mesmo após o salvamento e o carregamento do plano de tratamento.

O resultado do possível espelhamento da configuração de arco ou da configuração de arco editada é mostrado na visualização 3D, que sempre mostra os ângulos da mesa como entradas para o algoritmo de otimização. O algoritmo de otimização pode gerar vários arcos por ângulo de mesa.

O isocentro do plano de tratamento é determinado pela média não ponderada dos centros geométricos dos PTVs.

Arcos adicionais

Em um plano típico do software Multiple Brain Mets SRS, múltiplos PTVs são irradiados simultaneamente para cada arco. Agora é possível atribuir mais graus de liberdade para alguns PTVs. Se você selecionar a caixa de seleção Extra Arcs para um PTV, esse PTV não compartilhará arcos com outros PTVs. Em vez disso, ele será distribuído para um grupo exclusivo de arcos com o mesmo isocentro que os outros arcos. Isto pode provocar um aumento nos graus de liberdade do algoritmo de otimização e melhorar os planos de tratamento com geometrias complexas. Pequenos PTVs em especial podem se beneficiar dos Extra Arcs para tratamento com MLCs Elekta Agility com rastreamento dinâmico de colimadores primários ativado.

Interação com o plano de tratamento

O algoritmo de otimização sempre inicia a configuração dos arcos (recortes, margens de BEV e peso dos arcos) partindo do zero e prossegue até que uma solução seja encontrada. A seleção de Calculate imediatamente após a conclusão de uma otimização prévia não tem efeito algum, pois o mesmo resultado seria encontrado.

Se você primeiro calcular um plano de tratamento e depois alterar um parâmetro no software e então selecionar Calculate novamente, o algoritmo de otimização reutilizará a maior quantidade de dados pré-calculados possível. Por exemplo, depois de gerar um plano de tratamento automático inicial, você pode ter a necessidade de alterar a prescrição da cobertura de um PTV. Isto não altera a distribuição dos PTVs para os arcos e todos os dados pré-calculados que influenciam a dose permanecem válidos. Portanto, a otimização do plano com a prescrição alterada tem efeito mais rápido que a geração do plano de tratamento original.

Algumas alterações (p.ex., alterar Extra Arcs, selecionar um novo protocolo, selecionar uma nova configuração de arco), resultam em uma redefinição do otimizador, com o consequente descarte dos dados pré-calculados.

Se não estiver satisfeito com uma etapa do planejamento, selecione Revert para retornar para um plano anterior válido. As doses das três últimas etapas do plano de tratamento são armazenadas na memória cache, permitindo a rápida restauração do plano de tratamento.

Reotimização de planos de tratamento de versões anteriores

Se você carregar um plano de tratamento de uma versão anterior do software Multiple Brain Mets SRS, o plano de tratamento poderá ser revisado. Entretanto, o plano não poderá ser salvo. Para gerar um novo plano de tratamento a partir do zero usando o algoritmo de otimização atual, selecione Calculate. O plano resultante pode ser salvo e exportado.

Para o cálculo do novo plano de tratamento, o algoritmo utiliza a configuração original do arco e também o protocolo clínico original que foi utilizado para gerar o plano de tratamento carregado. Valores padrão são escolhidos para todas as configurações do protocolo clínico que não estavam disponíveis na versão anterior do software.

Art. Nº: 60919-38BP

Datum izdavanja: 2019-07-03