AI-algoritmer for å automatisere TMI ved VMAT-optimalisering ved bruk av WB-CT/MRI og syntetisk WB-CT - AuToMI-prosjektet (AuToMI)

Total Body Irradiation (TBI) ble vist å hjelpe til med å gi immunsuppresjon som letter aksept av donortransplantasjoner. Dessuten spiller TBI en rolle i utslettelse av ondartede celler, og kan også tømme normale hematopoietiske stamceller, og dermed hjelpe donormargcellene til å repopulere benmargen (BM). Randomiserte studier viste at kondisjoneringsregimer til BMT inkludert TBI har gitt bedre overlevelsesrater enn kun kjemoterapi.

TBI-målet er representert av hele BM, og til slutt hele lymfesystemet, leveren, milten. Vanligvis brukes en veldig enkel geometri, med pasienten plassert på en dedikert sofa 3-4 meter fra den lineære akseleratoren for å dekke målet fullt ut med en enkelt stråle, og unngå feltkryss.

Den økte forventet levealder avslørte forekomsten av viktig toksisitet på grunn av fulle doser mottatt av risikoorganer (OARs), og dette begrenset bruken av TBI som angitt i ILGROG-retningslinjene for 2018. Mange grupper har derfor undersøkt muligheten for sofistikerte teknikker for å redusere dosen til friskt vev og samtidig øke dosen til BM. Disse nyere tilnærmingene tar sikte på å generere total marg (lymfeknute) bestråling (TMI/TMLI), og sparer så mye som mulig ikke-skjelett- og ikke-lymfoide strukturer.

Foreløpige kliniske data om fase I/II-studier støtter bruken av TMI/TMLI som en del av kondisjonering for BMT for residiv-refraktær akutt leukemipasienter og multippelt myelom. Imidlertid er TMI/TMLI-adopsjon fortsatt svært begrenset til få dyktige sykehus på grunn av den ekstreme vanskeligheten i planleggingen som krever mange dager.

Evalueringen av TMI/TMLI med Volumetric Modulated Arc Therapy (VMAT) ble startet i vårt institutt i 2009 og vi behandlet rundt 90 pasienter på 10 år.

VMAT-TMI/TMLI krever flere buer fra isosentre med forskjellige posisjoner for å inkludere pasientlengden fullt ut. Derfor bør mange feltforbindelser mellom buer med forskjellige isosentre håndteres. Videre tillater ikke CT-lengden å anskaffe pasienten i en enkelt CT-skanning. To CT-serier skal anskaffes og samregistreres.

Faktisk er tiden som kreves for å optimalisere en TMI/TMLI-plan 10 dager. Derfor utføres simuleringen Computed Tomography (CT) mange dager før BMT. Videre er lymfeknutene kun definert på CT-bilder.

Dyplæringsalgoritmer (DL) kunstig intelligens (AI) i medisinsk bildebehandling og RT utvides raskt. DL fokuserte på lesjonsdeteksjon og klassifisering etter funksjonsekstraksjon. Bildesegmenteringer ved bruk av fullstendig konvolusjonelt nettverk (FCN), holistisk nestet nettverk (HNN) eller andre tilpassede nettverksarkitekturer ble implementert i mange regioner.

I løpet av de siste tiårene har bruken av magnetisk resonansavbildning (MRI) for å støtte RT økt. MR gir utmerket bløtvevsavbildning som kan forbedre måldefinisjonen. Lymfeknutenes konturer, basert på MR, vil resultere i mindre mål, noe som muliggjør en bedre sparing av sunt vev. Dessuten reduserer MR betydelig inter/intra-observatør konturvariabilitet. Med dette målet ble det utviklet en ny generasjon MR-konsoller med større borestørrelse, flate bordplater og dedikerte bildeprotokoller med redusert bildeforvrengning til <1 mm. Dessuten kan nyutviklede gradient-ekko 3D-sekvenser, og dedikerte spoler, brukes til å produsere en helkropps WB-MRI-innsamling på noen få minutter. Videre ble syntetisk CT fra MR foreslått og implementert i noen regioner (dvs. hjerne og prostata) for å erstatte CT-en for å gi informasjon om elektrontetthet for doseringsplanlegging.