AI-algoritmen om de TMI te automatiseren door VMAT-optimalisatie met behulp van WB-CT/MRI en synthetische WB-CT - The AuToMI Project (AuToMI)

Total Body Irradiation (TBI) bleek te helpen bij het bieden van immunosuppressie die de acceptatie van donortransplantaten vergemakkelijkt. Bovendien speelt TBI een rol bij de vernietiging van kwaadaardige cellen en kan het ook normale hematopoietische stamcellen uitputten, waardoor de donormergcellen worden geholpen het beenmerg (BM) opnieuw te bevolken. Gerandomiseerde onderzoeken toonden aan dat conditioneringsregimes voor BMT inclusief TBI betere overlevingspercentages hebben opgeleverd dan regimes met alleen chemo.

Het TBI-doel wordt vertegenwoordigd door de hele BM en uiteindelijk het hele lymfestelsel, de lever en de milt. Gewoonlijk wordt een zeer eenvoudige geometrie gebruikt, waarbij de patiënt op een speciale bank wordt geplaatst op 3-4 meter afstand van de lineaire versneller om het doel volledig te bestrijken met een enkele straal, waarbij veldkruisingen worden vermeden.

De toegenomen levensverwachting bracht het optreden van belangrijke toxiciteiten aan het licht vanwege volledige doses die werden ontvangen door risicoorganen (OAR's) en dit beperkte het gebruik van TBI, zoals vermeld in de ILGROG-richtlijnen van 2018. Veel groepen hebben daarom de mogelijkheid onderzocht van geavanceerde technieken om de dosis voor gezonde weefsels te verlagen en de dosis voor de BM te verhogen. Deze nieuwere benaderingen hebben tot doel totale beenmergbestraling (lymfeklier) (TMI/TMLI) te genereren, waarbij zoveel mogelijk niet-skelet- en niet-lymfoïde structuren worden gespaard.

Voorlopige klinische gegevens over fase I/II-onderzoeken ondersteunen het gebruik van TMI/TMLI als onderdeel van de voorbereiding voor BMT bij patiënten met recidief-refractaire acute leukemie en multipel myeloom. De acceptatie van TMI/TMLI is echter nog steeds zeer beperkt tot enkele bekwame ziekenhuizen vanwege de extreme moeilijkheid bij de planning die vele dagen in beslag neemt.

De evaluatie van TMI/TMLI met Volumetric Modulated Arc Therapy (VMAT) is in 2009 in ons instituut gestart en we hebben in 10 jaar tijd ongeveer 90 patiënten behandeld.

VMAT-TMI/TMLI vereist meerdere bogen vanuit isocenters met verschillende posities om de lengte van de patiënt volledig te omvatten. Daarom moeten veel veldovergangen tussen bogen met verschillende isocentra worden beheerd. Bovendien maakt de CT-lengte het niet mogelijk om de patiënt in een enkele CT-scan te verkrijgen. Er moeten twee CT-series worden aangeschaft en mede worden geregistreerd.

Eigenlijk is de tijd die nodig is om een ​​TMI/TMLI-plan te optimaliseren 10 dagen. Daarom wordt de simulatie Computed Tomography (CT) vele dagen voor de BMT uitgevoerd. Bovendien worden de lymfeklieren alleen op CT-beelden gedefinieerd.

Deep learning (DL) kunstmatige intelligentie (AI) algoritmen in medische beeldvorming en RT breiden snel uit. DL richtte zich op de detectie en classificatie van laesies door extractie van kenmerken. In veel regio's werden beeldsegmentaties geïmplementeerd met behulp van volledig convolutioneel netwerk (FCN), holistisch genest netwerk (HNN) of andere op maat gemaakte netwerkarchitecturen.

In de afgelopen decennia is het gebruik van magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) ter ondersteuning van RT toegenomen. MRI biedt uitstekende beeldvorming van weke delen die de doeldefinitie zou kunnen verbeteren. De contouren van de lymfeklieren, gebaseerd op MRI, zullen resulteren in een kleiner doel, waardoor gezonde weefsels beter gespaard kunnen worden. Bovendien vermindert MRI de contourvariabiliteit tussen en binnen de waarnemer aanzienlijk. Voor dit doel werden nieuwe generatie MRI-consoles ontwikkeld met een grotere boring, platte tafelbladen en speciale beeldvormingsprotocollen met verminderde beeldvervorming tot <1 mm. Bovendien kunnen nieuw ontwikkelde 3D-sequenties met gradiënt-echo en speciale spoelen worden gebruikt om in enkele minuten een WB-MRI-opname van het hele lichaam te produceren. Bovendien werd synthetische CT van MRI voorgesteld en geïmplementeerd in sommige regio's (d.w.z. hersenen en prostaat) om de CT te vervangen voor het leveren van informatie over de elektronendichtheid voor de berekening van de dosisplanning.