Algorithmes d'IA pour automatiser le TMI par optimisation VMAT à l'aide de WB-CT/MRI et WB-CT synthétique - Le projet AuToMI (AuToMI)

Il a été démontré que l'irradiation corporelle totale (TBI) aide à fournir une immunosuppression qui facilite l'acceptation de la greffe du donneur. De plus, le TBI joue un rôle dans l'annihilation des cellules malignes et peut également épuiser les cellules souches hématopoïétiques normales, aidant ainsi les cellules de la moelle du donneur à repeupler la moelle osseuse (MO). Des essais randomisés ont démontré que les schémas thérapeutiques de conditionnement à la BMT, y compris le TBI, ont produit de meilleurs taux de survie que les schémas thérapeutiques uniquement chimio.

La cible TBI est représentée par l'ensemble du BM, et éventuellement l'ensemble du système lymphatique, foie, rate. Habituellement, une géométrie très simple est adoptée, avec le patient positionné sur une table dédiée à 3-4 mètres de l'accélérateur linéaire pour couvrir entièrement la cible avec un seul faisceau, en évitant les jonctions de champ.

L'augmentation de l'espérance de vie a révélé la survenue de toxicités importantes en raison des doses complètes reçues par les organes à risque (OAR) et cela a limité l'utilisation du TBI comme indiqué par les directives 2018 de l'ILGROG. De nombreux groupes ont donc exploré la possibilité de techniques sophistiquées pour réduire la dose aux tissus sains tout en augmentant la dose au BM. Ces nouvelles approches visent à générer une irradiation totale de la moelle (ganglion lymphatique) (TMI/TMLI), en épargnant autant que possible les structures non squelettiques et non lymphoïdes.

Les données cliniques préliminaires sur les essais de phase I/II appuient l'utilisation du TMI/TMLI dans le cadre du conditionnement pour la GMO chez les patients atteints de leucémie aiguë réfractaire en rechute et de myélome multiple. Cependant, l'adoption de TMI/TMLI est encore très limitée à quelques hôpitaux qualifiés en raison de l'extrême difficulté de la planification qui nécessite plusieurs jours.

L'évaluation du TMI/TMLI avec l'arcthérapie volumétrique modulée (VMAT) a débuté dans notre institut en 2009 et nous avons traité environ 90 patients en 10 ans.

VMAT-TMI/TMLI nécessite plusieurs arcs à partir d'isocentres avec différentes positions pour inclure pleinement la longueur du patient. Par conséquent, de nombreuses jonctions de champ entre des arcs avec des isocentres différents doivent être gérées. De plus, la longueur du scanner ne permet pas d'acquérir le patient en un seul scanner. Deux séries CT doivent être acquises et co-enregistrées.

En effet, le temps nécessaire pour optimiser un plan TMI/TMLI est de 10 jours. Par conséquent, la tomodensitométrie de simulation (CT) est effectuée plusieurs jours avant le BMT. De plus, les ganglions lymphatiques ne sont définis que sur les images CT.

Les algorithmes d'intelligence artificielle (IA) d'apprentissage profond (DL) en imagerie médicale et en RT se développent rapidement. DL s'est concentré sur la détection et la classification des lésions par extraction de caractéristiques. Des segmentations d'images utilisant un réseau entièrement convolutif (FCN), un réseau imbriqué holistique (HNN) ou d'autres architectures de réseau personnalisées ont été mises en œuvre dans de nombreuses régions.

Au cours des dernières décennies, l'utilisation de l'imagerie par résonance magnétique (IRM) pour soutenir la RT a augmenté. L'IRM fournit une excellente imagerie des tissus mous qui pourrait améliorer la définition de la cible. Le contouring des ganglions lymphatiques, basé sur l'IRM, se traduira par une cible plus petite, permettant une meilleure épargne des tissus sains. De plus, l'IRM réduit significativement la variabilité des contours inter/intra-observateur. Dans ce but, des consoles IRM de nouvelle génération avec une plus grande taille d'alésage, des plateaux plats et des protocoles d'imagerie dédiés avec une distorsion d'image réduite à <1 mm ont été développées. De plus, des séquences 3D à écho de gradient nouvellement développées et des bobines dédiées peuvent être utilisées pour produire une acquisition WB-MRI corps entier en quelques minutes. De plus, la tomodensitométrie synthétique à partir de l'IRM a été proposée et mise en œuvre dans certaines régions (c.-à-d. cerveau et prostate) pour remplacer le CT pour fournir des informations sur la densité électronique pour le calcul de la planification de la dose.