Spine SRS

Innehållsförteckning

Duplicación de los arcos/división del PTV

Terminología



  • Convexo: : Curvado hacia afuera, como el exterior de un cuenco

  • Cóncavo: Curvado hacia dentro, como el interior de un cuenco

Intención



El algoritmo VMAT no permite obtener buenos resultados al aplicarlo en objetos cóncavos. Los objetos cóncavos son objetos que contienen un volumen o volúmenes inferiores a su parte convexa . Por consiguiente, Spine SRS utiliza un algoritmo de división del PTV con el fin de tratar mejor los objetos cóncavos, como las vértebras.

El algoritmo de división de PTV determina automáticamente el número y el contorno óptimos de los sub-PTV que el algoritmo de cálculo de VMAT utiliza para la optimización .

Descripción del algoritmo



Para cada sub-PTV, se copia la configuración de los arcos y se inician los campos de dichos arcos de forma que los segmentos de IMRT cubran únicamente este sub-PTV. Una vez iniciada la optimización VMAT, los contornos del MLC de un arco iniciado para un sub-PTV también pueden cubrir otros sub-PTV.

El único efecto visible es la duplicación de la configuración de los arcos. Los duplicación de los arcos/división del PTV se pueden activar o desactivar seleccionando en Arc Duplication is enabled Yes o No .

Si la configuración de los arcos contiene más de un arco, este ajuste puede estar afectado por el límite del número total de arcos. Dicho ajuste limita directamente el número de sub-PTV creados automáticamente. Defina el número máximo de arcos en Maximum number of arcs.

Si, por ejemplo, la configuración contiene dos arcos y el ajuste Maximum number of arcs está definido en 6, la división del PTV puede generar un máximo de tres sub-PTV (2 x 3 arcos). Sin embargo, si el ajuste Maximum number of arcs = 4, solo se pueden generar un máximo de dos sub-PTV (2 x 2 arcos).

Limitaciones

En la actualidad, no es posible aplicar el algoritmo a los PTV con varios componentes desconectados (es decir, varias partes que no son adyacentes la una a la otra). Imagine, por ejemplo, un PTV único que cubra dos vértebras, pero evite la vértebra situada entre ambas. Asimismo, dos vértebras adyacentes pueden estar delimitadas de forma que no se superpongan los volúmenes respectivos.

Detalles del algoritmo

El algoritmo de división del PTV está muy adaptado a los complicados contornos de las vértebras. Por este motivo, solo está disponible en el procedimiento de Spine SRS.

Al tratar metástasis de columna, es posible incluir en el PTV la vértebra completa o únicamente partes (o sectores) de una vértebra. El algoritmo es capaz de distinguir ambos casos a partir del esqueleto del PTV. El esqueleto de una vértebra completa está determinada por un anillo en cuyo interior hay un “orificio” por donde pasa la médula espinal. Los esqueletos de una vértebra parcial no contienen un anillo tan destacado.

Vértebras completas

El PTV se divide en 8 partes con ayuda del algoritmo “k-means” (mediante k++). Dichas partes se van combinando entre sí paso a paso hasta que quedan 4 partes. En cada paso de combinación se eligen las dos partes de forma que la suma de los volúmenes convexos de todas las partes que quedan tras la combinación sea mínima. Si el Maximum number of arcs es inferior a 4 veces el número de definiciones de plano de arco, la vértebra completa se divide, por consiguiente, en menos de 4 partes. Para ello, se combinan varias partes.

Vértebras parciales



El PTV se divide en 2 partes por ensayo y error. En cada vóxel del esqueleto del PTV se determina un plano que minimiza el área de intersección del plano con el PTV. Los planos son paralelos a un eje de rotación preestablecido que está alineado con el eje centroidal de la parte local de la médula espinal. Si no están disponibles la médula espinal, el canal espinal o la cauda equina como órganos críticos en la aplicación, el eje Z del conjunto de imágenes de referencia se utiliza como eje de rotación. Los planos candidatos se crean rotando un plano inicial por el vóxel de esqueleto en torno a este eje de rotación.

Para cada plano óptimo (es decir, para cada vóxel de esqueleto), el PTV se divide en 2 partes. Un objeto cóncavo se puede dividir de dos modos:

  1. Un modo más simple y geométrico mediante un plano . Sin embargo, este método no es óptimo porque la parte inferior no está conectada.

  2. Mediante llenado empezando por el vóxel del esqueleto . No está permitido que el algoritmo de llenado atraviese el plano en las proximidades del vóxel de esqueleto , pero sí puede hacerlo en otras partes del objeto .

Si la suma de los volúmenes convexos de las partes se redujo considerablemente al realizar la división en dos partes, es posible dividir de nuevo una de las partes. Además, el PTV se divide dos veces al mismo tiempo, para lo que se seleccionan todas las combinaciones posibles de dos vóxeles de esqueleto y el PTV se divide en tres partes mediante dos planos. Se selecciona el resultado cuya suma de volúmenes convexos es más reducida. En función del ajuste Maximum number of arcs, no se ejecutan algunas tareas. Si, por ejemplo, hay 2 definiciones de plano de arco y el ajuste Maximum number of arcs = 4, no se realizan dos divisiones al mismo tiempo porque se obtendrían 3 partes y 6 arcos, respectivamente.

Esquema de la aplicación



Nº de art: 60919-40ES

Utgivningsdatum: 2019-03-28