Anatomical imaging for radiotherapy Philip M Evans IBM1099 - Diagnóstico por Imagem para Informática Biomédica Francisco Nunes Navarro Tarcísio Giroldo.

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1 Anatomical imaging for radiotherapy Philip M Evans IBM1099 - Diagnóstico por Imagem para Informática Biomédica Francisco Nunes Navarro Tarcísio Giroldo Siqueira Victor Francisco

2 Sumário Introdução Objetivos Incertezas dos tratamentos e imagens Imagens anatômicas no planejamento do tratamento Imagens anatômicas na verificação do tratamento Conclusões

3 Introdução ●Composição do artigo ●Conceitos necessários ○Radioterapia ○Imagens médicas ■Imagens anatômicas - CT e MRI ■Imagens funcionais - SPECT, PET e MRS ●Importância das imagens médicas

4 Objetivos Mostrar dificuldades envolvidas e o uso das imagens médicas, em especial, as imagens que contem informação anatômica, no âmbito da radioterapia, por exemplo, no planejamento do tratamento e na verificação do mesmo.

5 Incertezas dos tratamentos e imagens Limitações-► Erros Limitações comuns 1.Falta de informação em imagens anatômicas 2.Variações sistemáticas (viés) 3.Variações estocásticas (aleatórios) 4.Variações intra-frações 5.Variações temporais

6 Incertezas dos tratamentos e imagens Erros com distribuição Gaussiana o Correções  Protocolo online  Protocolo offline Erros com distribuição não Gaussiana o Correções  Margens de erro maiores  Segurar a respiração

7 Imagens anatômicas no planejamento do tratamento Definição e identificação do tumor Contorno manual do tumor Como mensurar as variações? ART (Adaptive Radiotherapy) Scaneamento mais demorado Imagens 4D

8 Imagens anatômicas no planejamento do tratamento Tomografia computadorizada (TC) Componente chave do diagnóstico e radioterapia no planejamento do tratamento desde 1970. Primeira modalidade de imagem para oferecer imagens detalhadas da anatomia interna em três dimensões Determinação exata da localização espacial de tecidos-alvo em relação ao tecidos não-alvo. Evoluiu com a utilização de TC para calcular a atenuação do tratamento de radiação(a partir de um feixe externo ou fonte interna) e da distribuição de dose resultante no processo de planejamento de tratamento, juntamente com a geração de dados de imagem de referência para verificação de tratamento no tratamento de feixe externo

9 Imagens anatômicas no planejamento do tratamento Radiografias digitalmente reconstruídas (DRRs) Formadas por projeção de imagens de raios-X gerados a partir da simulação do tratamento feito computador Pode ser comparada com uma película ou um portal eletrônico imagens (EPI) para cada fração de tratamento. Delimitação do alvo Propósito primário da tomografia computadorizada em radioterapia é permitir a delineação do alvo do tratamento. Manualmente é uma tarefa muito difícil e ainda é a principal fonte de imprecisão em radioterapia A precisão do processo de delimitação é geralmente descrita de várias maneiras:variações intra- observador, descrevendo variações inter- observador e as diferenças entre imagens métodos (como entre TC e RM e entre CT e imagiologia biológica). Os resultados são dependentes local de tratamento. A evolução da tecnologia desde a primeira demonstração de CT incluíram mais rápida aquisição de dados e reconstrução do tempo, com os tempos de rotação do scanner agora em um segundo e reconstrução em tempo real Além disso, o advento dos scanners de múltiplas partes permitiu a criação da imagem de grandes volumes anatómicas no momento de uma rotação simples

10 Imagens anatômicas no planejamento do tratamento A ressonância magnética (RM) Importante no planejamento da radioterapia, complementando o uso do CT. Fornece várias vantagens sobre CT, incluindo visualização de tecidos moles e, consequentemente, melhor delimitação alvo, fundamentalmente 3D. Desvantagens incluem a falta de um mapa de correção de atenuação para o planejamento de dose, a distorção geométrica e o custo

11 Imagens anatômicas no planejamento do tratamento Ultra-som Localização do alvo antes do tratamento : mais comum em câncer de próstata (diferença entre a imagem CT e a condição do paciente); Sem desconforto e efeitos colaterais; Software que compara posição atual com a posição esperada obtida da simulação CT;

12 Imagens anatômicas na verificação do tratamento Image-Guided Radiotherapy (IGRT) Radioterapia Guiada por Imagem é um processo que usa imagens bidimensional ou tridimensionais. Durante o tratamento por radiação são utilizados as coordenadas das imagens para maior precisão. Estrutura Óssea o Megavoltage portal imaging o Kilovoltage portal imaging Tecidos/Órgãos o Kilovoltage CT o Megavoltage CT

13 Imagens anatômicas na verificação do tratamento Electromagnetic marker tracking Ultra-som Métodos Ópticos o marcadores de infra-vermelho o dados da câmara de vídeo

14 Imagens anatômicas na verificação do tratamento

15 Conclusões Imagens que beneficiam o tratamento do câncer Definição do alvo para diminuição de erro Combinação do CT, MRI e PET Grande debate em qual a melhor forma de colher as informações e tratá-las