Planejamento automático de mama

Mama · rdphy Platform

A mama com tangentes é um dos planos mais frequentes do serviço e segue sempre os mesmos passos: escolher o ângulo, casar a divergência, conformar o MLC, achar o ponto de cálculo e limpar os pontos quentes. O botão "Planejar mama" faz esses passos a partir da prescrição assinada e das estruturas, mostra o número que justificou cada decisão e entrega as variantes em rascunho para o físico revisar.

Corte axial de TC de tórax feminino com os dois campos tangentes à mama esquerda, a borda posterior comum, o isocentro e o pulmão dentro do campo destacado — Geometria calculada pelas funções do módulo, sem dose. O tangente medial ficou em 312°, escolhido na varredura de 250–345°. O oposto ficou em 138,29°, com a borda posterior coplanar (Δ +6,29°), e o colimador em 6°. O isocentro, o ponto de cálculo e o pulmão esquerdo dentro do campo (246 cm³ no volume todo, CLD 35,3 mm) aparecem marcados. A coleção não tem contorno de mama: o volume de mama esquerda é ilustrativo, delimitado por regra geométrica só para esta figura. TC e contornos de pulmão e coração: TCIA LCTSC (LCTSC-Test-S1-203), CC BY 3.0, doi:10.7937/K9/TCIA.2017.3R3FVZ08. Volume de mama ilustrativo.

O que o módulo permite

Lateralidade em três conferências — A lateralidade é assinada pelo médico na prescrição, detectada pelas estruturas (fração do PTV de cada lado da linha média do corpo) e confirmada pelo usuário na janela. Qualquer divergência entre as três bloqueia o planejamento.
Ângulo do tangente por varredura — O gantry medial é varrido em passos de 1° (padrão 250–345° à esquerda e 15–110° à direita). Para cada ângulo, a borda posterior cobre o PTV com margem e o custo soma o volume de pulmão ipsilateral no campo com 2 × o de coração e 1 × o de mama contralateral (pesos configuráveis). O relatório traz a curva de custo, a CLD e a MHD, e avisa se o ótimo cair na borda da faixa.
Divergência resolvida, não aproximada — O gantry do campo oposto é a raiz exata da condição de a fonte do oposto estar no plano da borda posterior do medial. Com o isocentro no centro da mama, isso reproduz Δ = 2·atan(w/SAD); na variante de meio feixe, Δ = 0. O relatório mostra a margem posterior efetiva de cada campo.
Colimador e MLC — O colimador alinha a borda posterior à parede torácica no BEV (limite padrão de ±15°) e só é usado se reduzir o custo. O MLC conforma ao PTV com margem, abre anteriormente até a pele mais o flash (padrão 20 mm) e corta exatamente na borda posterior, que coincide com o jaw.
Ponto de cálculo e normalização — O ponto fica no PTV_eval (PTV menos 5 mm de pele e menos os pulmões), na faixa da metade crânio-caudal, no voxel mais distante das bordas. O gradiente local é medido por ajuste numa esfera de 8 mm e gera aviso acima de 3 %/cm. A normalização pode ser no ponto ou por volume: a menor escala que leva V95 ≥ 95 %, sem passar V107 de 2 % nem Dmáx de 107 %.
Field-in-field automático — Em até 3 níveis, a região acima da isodose de corte (padrão 107 %) é projetada no BEV de cada campo que contribui para ela, e o subcampo fecha as lâminas sobre essa projeção. Só os segmentos novos são calculados. As frações de UM dos subcampos são otimizadas sem esfriar o PTV, e o sistema alerta se o V95 cair mais de 0,5 ponto.
Variantes e ranking — O sistema gera até três variantes (ótimo, meio feixe, ±5°) e as ordena por protocolo, V95, pontos quentes e dose média de pulmão e coração. Cada variante vira um plano 3D comum em rascunho, com campos TG MED e TG LAT.

Como funciona na rotina

Prescrição assinada — O médico prescreve e assina a dose, o fracionamento e a lateralidade. Sem isso o botão não habilita.
Janela de escolha — O físico confere o cenário deduzido da prescrição, confirma a lateralidade e a posição HFS e escolhe o isocentro (centro, meio feixe ou ambos), o motor, a normalização e o número de variantes.
Geometria — Isocentro, varredura do ângulo, colimador, campo oposto coplanar e aberturas do MLC, com a justificativa numérica de cada decisão.
Dose, normalização e FiF — Cálculo de cada variante, ponto de cálculo, normalização e field-in-field automático.
Avaliação e revisão — Métricas do PTV_eval e dos OARs contra o protocolo do fracionamento escolhido. As variantes ficam em rascunho: o físico revisa e o médico aprova. Nada é aprovado automaticamente.

Geometria e cálculo

A geometria segue a IEC 61217 com paciente em HFS e coordenadas DICOM LPS. As projeções no BEV são cônicas, no plano do isocentro, como o feixe real. Os volumes de pulmão, coração e mama contralateral dentro do campo são somados a partir de pontos das máscaras, com amostragem determinística, para que o mesmo caso dê sempre o mesmo ângulo.

O motor é escolhido na janela. O padrão é híbrido: analítico nas iterações e Geant4 na dose final. Também é possível usar o Geant4 em todas as etapas, ou o pencil beam só como prévia; nesse caso o sistema avisa da interface tecido–pulmão que os tangentes atravessam.

Nos testes com fantomas sintéticos, o ângulo ótimo em 3D fica a ≤ 3° do gabarito 2D, o espelhamento esquerda/direita a ≤ 1°, a coplanaridade das bordas abaixo de 10⁻⁶ mm e |Δ| igual a 2·atan(w/SAD) dentro de 0,02°.

Referências

IEC 61217: coordenadas e movimentos do equipamento
RTOG 1005: definição do PTV_eval
FAST-Forward (26 Gy/5 fx) e START-B (40 Gy/15 fx): esquemas de fracionamento da biblioteca de protocolos

O que muda para o serviço

Decisões que se conferem — Cada escolha automática vem com o número que a justificou, por exemplo pulmão no campo antes e depois do colimador. Revisar uma variante é conferir números, não refazer o plano.
Segurança de lado — O erro de lateralidade é bloqueado em três pontos independentes, e a divergência entre prescrição, estruturas e confirmação nunca é resolvida pelo sistema.
Padrão do serviço — Faixas de ângulo, pesos, margens, flash, limites de FiF e alertas de CLD e MHD ficam nas Configurações, versionados. A avaliação usa os protocolos de fracionamento do serviço (por exemplo 40,05 Gy/15 fx e 26 Gy/5 fx).

Integração

Prescrição assinada e lateralidade do fluxo do paciente
Estruturas da auto-segmentação ou do RTSTRUCT importado
Motores de dose do planejamento (híbrido, Geant4, pencil beam)
Biblioteca de protocolos de OAR do serviço
Planos 3D do módulo de planejamento, com revisão e aprovação

Volume de pulmão esquerdo e de coração dentro do campo em função do ângulo do tangente medial, com o custo e o mínimo em 312° — Varredura do ângulo no mesmo caso, calculada pela função de varredura do módulo: pulmão esquerdo e coração dentro do campo, e o custo (pulmão + 2 × coração) a cada grau entre 250° e 345°. O mínimo, em 312°, fica no interior da faixa. TC e contornos de pulmão e coração: TCIA LCTSC (LCTSC-Test-S1-203), CC BY 3.0, doi:10.7937/K9/TCIA.2017.3R3FVZ08. Volume de mama ilustrativo; geometria, sem dose.

Situação

Em desenvolvimento. Está implementada a mama isolada, com isocentro central ou de meio feixe, tangentes, divergência, colimador, MLC, ponto de cálculo, normalização, FiF automático e ranking de variantes. Boost sequencial ou concomitante, fossa supraclavicular mono-isocêntrica, caso bilateral, IMRT tangencial e cunha ainda não estão no planejamento automático. A validação retrospectiva contra planos clínicos aprovados não começou, e a máquina ainda não foi comissionada.

Software em desenvolvimento. Uso clínico somente após registro na Anvisa e validação no serviço.

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