WB-CT/MRI 및 합성 WB-CT를 사용한 VMAT 최적화로 TMI를 자동화하는 AI 알고리즘 - AutoMI 프로젝트 (AuToMI)

TBI(Total Body Irradiation)는 기증자 이식 승인을 용이하게 하는 면역 억제를 제공하는 데 도움이 되는 것으로 나타났습니다. 더욱이, TBI는 악성 세포의 절멸에 역할을 하고, 또한 정상적인 조혈 줄기 세포를 고갈시킬 수 있으므로 기증자 골수 세포가 골수(BM)를 다시 채우는 것을 돕습니다. 무작위 시험은 TBI를 포함한 BMT에 대한 컨디셔닝 요법이 화학 단독 요법보다 더 나은 생존율을 생성한다는 것을 보여주었습니다.

TBI 표적은 전체 BM, 그리고 결국 전체 림프계, 간, 비장으로 표시됩니다. 일반적으로 선형 가속기에서 3-4m 떨어진 전용 침상에 환자를 배치하여 필드 접합을 피하면서 단일 빔으로 대상을 완전히 덮는 매우 간단한 형상이 채택됩니다.

늘어난 기대 수명은 위험에 처한 장기(OAR)가 전체 용량을 받았기 때문에 중요한 독성의 발생을 드러냈고 이는 2018 ILGROG 지침에 명시된 대로 TBI의 사용을 제한했습니다. 따라서 많은 그룹이 건강한 조직에 대한 선량을 줄이면서 BM에 대한 선량을 증가시키는 정교한 기술의 가능성을 탐색했습니다. 이러한 새로운 접근 방식은 총 골수(림프절) 조사(TMI/TMLI)를 생성하여 비골격 및 비림프성 구조를 최대한 절약하는 것을 목표로 합니다.

1상/2상 시험의 예비 임상 데이터는 재발성 불응성 급성 백혈병 환자 및 다발성 골수종에 대한 BMT를 위한 컨디셔닝의 일부로 TMI/TMLI의 사용을 지원합니다. 그러나 TMI/TMLI 채택은 수일을 필요로 하는 계획의 극심한 어려움으로 인해 소수의 숙련된 병원으로 여전히 매우 제한적입니다.

VMAT(Volumetric Modulated Arc Therapy)를 사용한 TMI/TMLI 평가는 2009년에 저희 연구소에서 시작되었으며 10년 동안 약 90명의 환자를 치료했습니다.

VMAT-TMI/TMLI는 환자 길이를 완전히 포함하기 위해 위치가 다른 등각점의 여러 아크가 필요합니다. 따라서 등각점이 다른 아크 사이의 많은 필드 접합을 관리해야 합니다. 또한 CT 길이는 단일 CT 스캔에서 환자를 획득하는 것을 허용하지 않습니다. 2개의 CT 시리즈를 획득하고 공동 등록해야 합니다.

실제로 TMI/TMLI 계획을 최적화하는 데 필요한 시간은 10일입니다. 따라서 모의 컴퓨터 단층촬영(CT)은 BMT보다 수일 전에 수행됩니다. 또한 림프절은 CT 이미지에서만 정의됩니다.

의료 영상 및 RT 분야의 딥 러닝(DL) 인공 지능(AI) 알고리즘이 빠르게 확장되고 있습니다. DL은 특징 추출에 의한 병변 감지 및 분류에 중점을 두었습니다. FCN(완전 컨볼루션 네트워크), HNN(전체적으로 중첩된 네트워크) 또는 기타 맞춤형 네트워크 아키텍처를 사용하는 이미지 분할이 많은 지역에서 구현되었습니다.

지난 수십 년 동안 RT를 지원하기 위한 자기 공명 영상(MRI)의 사용이 증가했습니다. MRI는 표적 선명도를 향상시킬 수 있는 우수한 연조직 이미징을 제공합니다. MRI를 기반으로 하는 림프절 컨투어링은 더 작은 대상을 생성하여 건강한 조직을 더 잘 보존할 수 있게 합니다. 또한 MRI는 관찰자 간/관찰자 내 윤곽 변동성을 크게 줄입니다. 이를 위해 보어 크기가 더 큰 차세대 MRI 콘솔, 평평한 테이블 상판 및 이미지 왜곡이 1mm 미만으로 감소된 전용 이미징 프로토콜이 개발되었습니다. 또한 새로 개발된 그래디언트 에코 ​​3D 시퀀스와 전용 코일을 사용하여 몇 분 안에 전신 WB-MRI 획득을 생성할 수 있습니다. 또한 MRI의 합성 CT가 일부 지역(즉, 선량 계획 계산을 위한 전자 밀도 정보를 제공하기 위해 CT를 대체합니다.