Algoritmi AI per automatizzare il TMI mediante l'ottimizzazione VMAT utilizzando WB-CT/MRI e WB-CT sintetico - Il progetto AuToMI (AuToMI)

È stato dimostrato che l'irradiazione corporea totale (TBI) aiuta a fornire l'immunosoppressione che facilita l'accettazione del trapianto da parte del donatore. Inoltre, il trauma cranico svolge un ruolo nell'annientamento delle cellule maligne e può anche esaurire le normali cellule staminali ematopoietiche, aiutando così le cellule del midollo del donatore a ripopolare il midollo osseo (BM). Studi randomizzati hanno dimostrato che i regimi di condizionamento al trapianto di midollo osseo, incluso il trauma cranico, hanno prodotto tassi di sopravvivenza migliori rispetto ai regimi di sola chemio.

Il target TBI è rappresentato dall'intero BM, ed eventualmente dall'intero sistema linfatico, fegato, milza. Solitamente viene adottata una geometria molto semplice, con il paziente posizionato su un lettino dedicato a 3-4 metri di distanza dall'acceleratore lineare per coprire completamente il bersaglio con un unico raggio, evitando giunzioni di campo.

L'aumento dell'aspettativa di vita ha rivelato il verificarsi di importanti tossicità a causa delle dosi piene ricevute dagli organi a rischio (OAR) e questo ha limitato l'uso di TBI come affermato dalle linee guida ILGROG 2018. Molti gruppi hanno, quindi, esplorato la possibilità di tecniche sofisticate per ridurre la dose ai tessuti sani aumentando la dose al midollo osseo. Questi approcci più recenti mirano a generare l'irradiazione totale del midollo (linfonodi) (TMI/TMLI), risparmiando il più possibile le strutture non scheletriche e non linfoidi.

I dati clinici preliminari sugli studi di fase I/II supportano l'uso di TMI/TMLI come parte del condizionamento per il BMT per i pazienti con leucemia acuta refrattaria recidivante e mieloma multiplo. Tuttavia, l'adozione di TMI/TMLI è ancora molto limitata a pochi ospedali specializzati a causa dell'estrema difficoltà nella pianificazione che richiede molti giorni.

La valutazione di TMI/TMLI con Terapia ad arco modulato volumetrico (VMAT) è iniziata nel nostro istituto nel 2009 e abbiamo trattato circa 90 pazienti in 10 anni.

VMAT-TMI/TMLI richiede più archi da isocentri con posizioni diverse per includere completamente la lunghezza del paziente. Pertanto, dovrebbero essere gestite molte giunzioni di campo tra archi con isocentri diversi. Inoltre, la lunghezza della TAC non consente di acquisire il paziente in una sola TAC. Due serie CT devono essere acquisite e co-registrate.

In realtà, il tempo necessario per ottimizzare un piano TMI/TMLI è di 10 giorni. Pertanto, la simulazione della tomografia computerizzata (TC) viene eseguita molti giorni prima del TMO. Inoltre, i linfonodi sono definiti solo sulle immagini TC.

Gli algoritmi di intelligenza artificiale (AI) di deep learning (DL) nell'imaging medico e nella RT sono in rapida espansione. DL si è concentrato sul rilevamento e la classificazione delle lesioni in base all'estrazione delle caratteristiche. In molte regioni sono state implementate segmentazioni di immagini che utilizzano una rete completamente convoluzionale (FCN), una rete nidificata olistica (HNN) o altre architetture di rete personalizzate.

Negli ultimi decenni, l'uso della risonanza magnetica (MRI) per supportare la RT è aumentato. La risonanza magnetica fornisce un eccellente imaging dei tessuti molli che potrebbe migliorare la definizione del target. Il rimodellamento dei linfonodi, basato sulla risonanza magnetica, risulterà in un bersaglio più piccolo, consentendo un migliore risparmio di tessuti sani. Inoltre, la risonanza magnetica riduce significativamente la variabilità del contorno inter/intra-osservatore. A questo scopo, sono state sviluppate console MRI di nuova generazione con dimensioni del foro più grandi, piani piatti e protocolli di imaging dedicati con distorsione dell'immagine ridotta a <1 mm. Inoltre, le sequenze 3D gradient-echo di nuova concezione e le bobine dedicate possono essere utilizzate per produrre un'acquisizione WB-MRI di tutto il corpo in pochi minuti. Inoltre, la TC sintetica da MRI è stata proposta e implementata in alcune regioni (es. cervello e prostata) per sostituire la TC per fornire informazioni sulla densità elettronica per il calcolo della pianificazione della dose.