Spine SRS

Tartalomjegyzék

Duplikácia oblúkov/rozdelenie PTV

Terminológia



  • Konvexný: Zakrivenie von alebo rozšírenie smerom von

  • Konkávny: Zakrivenie dnu alebo prehĺbenie smerom dnu

Motivácia



V prípade konkávnych objektov sa algoritmus VMAT neuskutočňuje uspokojivo. Konkávne objekty sú objekty, ktoré obsahujú objem alebo objemy menšie ako ich vlastný konvexný obal . Z tohto dôvodu aplikácia Spine SRS používa algoritmus rozdelenia PTV na lepšiu liečbu konkávnych objektov, ako sú napr. stavce.

Algoritmus rozdelenia PTV automaticky stanovuje optimálny počet a tvar pomocných PTV, ktoré algoritmus VMAT používa na optimalizáciu .

Popis algoritmu



V prípade každého pomocného PTV sa skopíruje nastavenie oblúkov a polia týchto oblúkov sa spustia pomocou segmentov IMRT pokrývajúcich iba toto pomocné PTV. Po spustení optimalizácie VMAT bude možné, aby tvary MLC spustené pre jeden z pomocných PTV pokryli aj ďalšie pomocné PTV.

Jediným viditeľným efektom je duplikácia nastavenia oblúkov. Duplikáciu oblúkov/rozdelenie PTV je možné zapnúť alebo vypnúť nastavením položky Arc Duplication is enabled na Yes alebo No .

Ak nastavenie oblúkov obsahuje viac ako jeden oblúk, môže byť praktické obmedziť celkový počet oblúkov. Tým sa priamo obmedzí počet pomocných PTV, ktoré sa automaticky vytvoria. Maximálny počet oblúkov nastavíte v časti Maximum number of arcs.

Ak napr. v nastavení existujú dva oblúky a položka Maximum number of arcs je nastavená na hodnotu 6 , pri rozdelení PTV sa môžu vytvoriť až tri pomocné PTV (2 x 3 oblúky). Ak sa však hodnota položky Maximum number of arcs = 4, bude povolené vytvoriť iba dva pomocné PTV (2 x 2 oblúky).

Obmedzenia

V súčasnosti nie je možné použiť algoritmus na PTV, ktoré obsahujú viacero nesúvislých komponentov (napr. viacero častí, ktoré nie sú navzájom susedné). Predstavte si napr. jeden PTV, ktorý pokrýva dva stavce, avšak nepokrýva stavec medzi nimi. Kontúry dvoch susedných stavcov je možné vytvoriť tak, aby sa príslušné objemy neprekrývali.

Podrobnosti algoritmu

Algoritmus rozdelenia PTV je mimoriadne špecifický pre komplikované tvary stavcov. Z tohto dôvodu je k dispozícii iba v pracovnom toku Spine SRS.

Pri liečbe metastáz chrbtice je do PTV možné zahrnúť buď celý stavec alebo iba časti (alebo sektory) stavca. Algoritmus je schopný rozlíšiť tieto dva prípady na základe kostry PTV. V kostre celého stavca dominuje kruhová vetva okolo otvoru, kde miecha prechádza cez stavec. Kostry neúplných stavcov neobsahujú takéto významné kruhové vetvy.

Celý stavec

PTV je rozdelené na 8 častí algoritmom k-spôsobu (použitím inicializácie k++). Tieto časti sa následne zlúčia, až kým nezostanú 4 časti. Pri každom kroku zlúčenia sa vyberú dve časti, takže súčet objemov konvexných obalov všetkých častí ponechaných po zlúčení je minimálny. Ak je hodnota položky Maximum number of arcs menšia ako 4-násobok počtu definícií roviny oblúkov, celý stavec sa primerane rozdelí na menej ako 4 časti. Dosiahne sa to zlúčením viacerých častí.

Neúplný stavec



PTV je rozdelené na 2 časti pomocou metódy pokusov a omylov. Pri každom voxeli na kostre PTV sa stanovuje rovina, ktorá minimalizuje oblasť priesečníka roviny s PTV. Roviny sú rovnobežné s vopred stanovenou osou otáčania, ktorá je zarovnaná s hmotnostnou stredovou osou lokálnej časti miechy. Ak v aplikácii nie sú dostupné miecha, kanál chrbtice, chrbtica ani cauda equina ako OAR, ako os otáčania sa vezme do úvahy os Z referenčnej množiny obrazov. Kandidátske roviny sa vytvoria otočením počiatočnej roviny prechádzajúcej cez voxel kostry okolo tejto osi otáčania.

V prípade každej optimálnej roviny (t. j. pre každý voxel kostry) sa PTV rozdelí na 2 časti. Konkávny objekt môže vytvoriť jeden objekt dvomi spôsobmi:

  1. Pôvodným, geometrickým spôsobom pomocou roviny . Tento spôsob však nie je optimálny, pretože spodná časť nie je pripojená.

  2. Pomocou algoritmu vyplnenia flood-fill začínajúceho od voxelu kostry . V prípade algoritmu flood-fill nie je povolené skrížiť rovinu v lokálnom susedstve voxelu kostry , avšak je povolené skrížiť rovinu v iných častiach objektu .

Ak bol súhrnný objem konvexného obalu častí výrazne znížený rozdelením na dve časti, je možné opätovne rozdeliť jednu z týchto častí. Okrem toho sa PTV dvakrát rozdelí v rovnakom čase, čo znamená, že sa vyberú všetky možné kombinácie dvoch voxelov kostry a PTV sa pomocou dvoch rovín rozdelí na tri časti. Vyberie sa výsledok s nižším objemom súhrnným konvexného obalu. Niektoré kroky sa nevykonajú, a to v závislosti od nastavenia položky Maximum number of arcs. Ak napríklad existujú 2 definície roviny oblúkov a položka Maximum number of arcs = 4, tak sa dvojnásobné rozdelenie v rovnakom čase nevykoná, pretože to bude viesť k 3 častiam, resp. 6 oblúkom.

Vývojový diagram



Výrobok č. 60919-40SK

A kibocsájtás napja: 2019-03-07