1) O documento discute o uso de ROIs (regiões de interesse) para segmentação anatômica em planos de tratamento de radiocirurgia e braquiterapia. 2) ROIs podem ser desenhadas manualmente ou automaticamente e fornecem informações volumétricas e posicionais úteis. 3) O centro de massa e eixos principais de uma ROI podem identificar pontos de interesse como possíveis alvos para tratamento.

1. Curso de Atualização e Técnicas Avançadas em
MNPS – 2016 (ver 10.33.04)
Recursos de Segmentação e ROIs
Armando Alaminos Bouza.
Físico-Médico
Equipe de desenvolvimento do MNPS/CAT3D
Mevis Informática Médica LTDA. Brasil
São Paulo. 13 de Agosto 2016.

2. ROI = “Region Of Interest”
ROI é uma forma de segmentação anatômica. O conceito de ROI no MNPS e CAT3D está
associado a volume, por tanto é uma entidade 3D. Uma ROI é formada por um ou mais
polígonos 2D paralelos. Usualmente o mais conveniente é desenhar as ROIs em planos
horizontais (axiais), pois neste caso o MNPS/CAT3D gera mais informação útil para a ROI. Pode-
se desenhar ROIs em coronal ou sagital, mas elas não serão renderizadas como sólidos em 3D,
não podem ser interpoladas ou expandidas, além de outras limitações.
ROI como “wire frame” ROI sólida
Caso de um neurinoma sendo planejado para SRS

3. Na barra de botões tem um ícone para abrir o Menu de ROIs
NOTA: O desenho de ROIs no CAT3D é similar ao MNPS, com
algumas pequenas diferenças de recursos. Pode-se desenhar
ROIs sobre a MRI no CAT3D e depois importar estas ROIs via
fusão de imagens no MNPS.

4. Desenho de uma ROI com recurso “Draw with Pen”.
Abrir o menu de ROIs com o botão da barra de
ferramentas indicado abaixo.
Selecionar “Draw with Pen”.

5. Selecione um número e cor para a ROI e dê um nome para ela.
O nome da ROI pode ter até 15 caracteres.

6. Desenhe com mouse e CLICK. Quando esteja próximo a fechar o polígono passe para o próximo
plano com PageUp ou PageDown, ou utilizando os botões da barra de desenho. Após desenhar
em todos os planos desejados, termine com F10 ou botão com lápis levantado (do lado
esquerdo do ESC).
Botões da barra de ferramentas de desenho

7. Desenho de ROIs no modo “Paintbrush”
Selecionar “Draw with Brush”
Dar um nome para a nova
ROI e terminar com
<ENTER>

8. Janela “Draw with Brush”.
Barra de ferramentas pela ordem
de esquerda a direita :
1. Pincel de apagar área
2. Pincel de aumentar área
3. Aumentar diâmetro do pincel
4. Diminuir diâmetro do pincel
5. Esconder reconst. Lateral
6. Apagar último brush.
7. Ir ao corte anterior
8. Ir ao corte posterior
9. Terminar desenho de ROI
10.Aborta desenho de ROI

9. Evolução de um desenho com “Brush”.
O modo paintbrush funciona como um pincel que preenche de tinta (ou tira tinta) de toda sua seção
transversal. Quando o pincel cria um contorno fechado toda a área interna vira parte da ROI.
Normalmente se arrasta o pincel com o botão esquerdo do mouse apertado.
O diâmetro do pincel pode ser modificado.
Para terminar um corte e passar a outro <PageUp>, <PageDown> ou botões de setas.

10. Desenho automático de ROIs baseado em limiar de intensidade dos pixels
Abrir menu de ROIs Janela informativa no modo “Auto ROI segment”

11. Com as teclas de seta esquerda, direita, para cima, para baixo procure que toda a borda da estrutura
fique na cor rosa. Nesse ponto dê um CLICK de mouse na borda. O MNPS cria o contorno em azul.
Estando satisfatório de <PageUp> ou <PageDown> para terminar e ir a outro corte. No final encerre o
modo “Auto ROI” com <F10> ou botão com caneta levantada.

12. O método automático é adequado para casos onde exista contraste significativo na
borda da estrutura de interesse. Pode ser criada uma ROI desenhando partes em
automático e partes no modo manual.

13. Auto ROI com assistência do usuário (Retouch). Caso o contorno não feche por estar conectado a uma
estrutura vizinha, pode-se acionar o modo “Retouch”. Com isso pode-se criar um traço utilizando o
mouse que corta a conexão indesejada.

14. Em casos que o método automático pode ser aplicado se conseguem resultados superiores ao
manual em tempos bem menores.

15. Desenho de ROI esférica centrada em um POI.

16. Translação de uma ROI.
É uma translação em 3D, movimenta o volume completo

17. Desenho de ROI antes de ter a imagem estereotáxica.
Muitas vezes se tem acesso a sequências MRI do paciente, que serão utilizadas na fusão de imagens,
dias antes da cirurgia. O CAT3D pode ser utilizado para desenhar ROIs na MRI. O MNPS também pode
ser utilizado para segmentar sequências de imagens não estereotaxicas utilizando o modo “Virtual
Fiducials”. No dia da cirurgia se registram e fundem as MRI e CT estereotáxica. Após ficar satisfeito com
o resultado da fusão pode importar as ROIs feitas no CAT3D.
Abra o Menu da Fusão, com <ALT-F5> ou pelo ajuda. Selecione “Import ROIs/POIs from external Set”.
NOTA: As ROIs feitas no CAT3D ou MNPS sobre-escrevem as que existam no MNPS que
importa. Por isso não desenhe ROIs no MNPS até depois de importar as ROIs feitas no pré-
plano!

18. Expandir uma ROI e criar outra nova ROI.
Para criar margem, como ir do GTV ao PTV

19. Expansão de uma ROI, resultado.
Do GTV para o PTV

20. ROIs apresentadas em vários
planos e formas.

21. Mostrar ou ocultar todas as ROIs
Acesso ao Menu de ROIs

22. Informação de volume e área de cada ROI
Pode ser usado como recurso para volumetria de estruturas

23. Criando um POI centrado em uma ROI. Método por
centrado nos eixos principais (X, Y Z).
Nota técnica: Também pode ser definido como centro do “bounding box”
da ROI. Especificamente do “Axis-Aligned Bounding Box” (AABB).

24. Criando um POI no centro de massa de uma ROI

25. Exemplo de uso do “Center of Mass” e
volumetria, segmentando o núcleo sub-
talâmico (STn).

26. Principal Axes of ROI 8 (stn-e):
Center of mass (of ROI surface) : -15.737842 24.811325 57.591415
Principal axis angles : 38.000000 1.700000
Inertia Momentums (min & max) : 875.559631 2138.041748
Center of mass (of ROI surface) : -11.301948 -1.238154 -3.500875 (comissural coordinates)
Inertia Axis Frontal Extreme : 25.651627 26.053579 -8.757654 (comissural coordinates)
Inertia Axis Occipital Extreme : -48.255775 -28.530123 1.756322 (comissural coordinates)
Principal axis angles : -126.447416 169.097154 (comissural coordinates)
Center of Mass
Informação adicional gravada pelo MNPS no
arquivo MNPS.LOG.

27. Em alguns casos o Centro de Massa pode ficar muito
longe do Centro de Coordenadas Por Eixos Principais
(CCEP). O CCEP costuma ser melhor como primeira
aproximação a isocentro de radiocirurgia estereotáxica

28. Utilidades das ROIs
- Avaliação de dose na Radiocirurgia e braquiterapia, tanto para alvos quanto para
órgãos em risco.
- Imprescindíveis para Histogramas Dose – Volume (DVH).
- Necessárias para métodos de otimização automática em radiocirurgia e
braquiterapia.
- Volumetria e medidas de área.
- Apresentações em 2D e 3D. Detalhes do parênquima não aparecem na 3D sem o
auxílio das ROIs.
- Permitem avaliar colisão de trajetos cirúrgicos com um volume em 3D
(ventrículos, estruturas vasculares, etc.).
- Com as novas técnicas de MRI conseguimos desenhar alguns núcleos da
neurocirurgia funcional, como STn, rubro e outros. As ferramentas das ROIs
permitem, por exemplo, determinar centro de massa, que pode resultar em bom
alvo. Também permite comparar quantitativamente com os mapas da literatura.