ارائه یک روش نوین در آرایش دوز در پرتودرمانی تومورهای ریوی با استفاده از ویژگیهای کمی تصاویر PET/CT و ارزیابی آن بر پایه مدل رادیوبیولوژیک
[پایان نامه]
زهرا فلاحت پور
دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشکده پزشکی
۱۴۰۱
۱۵۰ص
دکتری تخصصی(PhD)
فیزیک پزشکی
۱۴۰۱/۰۷/۲۵
مقدمه: سرطان ریه (NSCLC)از کشنده ترین سرطانها در سراسر دنیاست که با وجود پیشرفت رادیوتراپی، نرخ بقای این بیماران همچنان بهبود چشمگیری نیافته است. عود موضعی تومور ناشی از ناهمگنیهای درون توموری، از مهمترین عوامل مقاومت به رادیوتراپی NSCLC می باشد. امروزه تصویربرداری PET و آنالیز ویژگیهای تصویر، زمینه جدیدی برای درمان بهتر این بیماری بر پایه پزشکی فردی ایجاد کرده است. با بکارگیری تکنیک آرایش دوز و بکارگیری آنالیز ویژگیهای تصویر PET و یا به عبارتی رادیومیکس، میتوان از پلن¬های آناتومیک به سمت پلن¬های بیولوژیک گذر کرده و نحوه تجویز دوز مبتنی بر یک جمعیت را، به تجویز دوز مبتنی بر یک فرد با توجه ویژگیهای تومور تغییر داده بهره درمان را بالا برد. هدف: بررسی پتانسیل و مزایای بکارگیری ویژگیهای تصاویر PET به منظور تعیین حجم دقیق تومور و همچنین تعیین حجم ناهمگنی های درون تومور، برای تحویل دوز بالاتر به این نواحی با بکارگیری تکنیک آرایش دوز و ارزیابی پاسخ به درمان با استفاده از مدلهای رادیوبیولوژیک می باشد.روش کار: 96 تصویر PET-CT بیماران NSCLC انتخاب شد. ویژگیهای دسته اول و دوم تصاویرPET استخراج شد. ویژگیهای مرتبط با هتروژنیتی، توسط الگوریتم Borutaانتخاب شدند. سپس نقشه ویژگیهای تصویری (RFM) انتخاب شده، توسط نرم افزارهای CERR استخراج و به دایکام تبدیل شدند. حجم تومور ) (GTVCTو حجم کلینیکی تومور) (CTVCTروی CT کانتور شد. با استفاده از روش سگمنتیشن آستانه ای، GTVPET40، GTVRFM، CTVPET40،CTVRFM، و حجم نواحی هتروژن تومورال روی تصاویر) PET (GTVPET-Boost و روی نقشه ویژگی یا همان MAP ها(GTVRFM-Boost) کانتور شد. حجم استاندارد تومور (GTVGS) در تومورهای هموژن، GTVCT و در تومورهای هتروژن، GTVPET40 درنظر گرفته شد. تشابه حجمGTVGS با GTVRFM و CTVGS با CTVRFM و نیز اختلاف حجم GTVPET- Boostو GTVRFM-Boost تعیین شد. پلنهای فاز یک روی CT، PET-CT وMAP-CT با دوز متداول 60گری انجام شد. در فاز دوم، افزایش دوز بر روی حجمهای هتروژن ادامه یافت. دوز رسیده به حجم هدف، ارگانهای در خطر و نیز پاسخ به درمان با استفاده از منحنی DVH و مدلهای رادیوبیولوژیک TCP و NTCPدر پلن های مختلف مقایسه شد. یافته ها: شش ویژگیGLCM انتخاب شده و به نقشه ویژگی تبدیل شدند. نهایتا توسط آنالیز بصری، چهار "نقشه" ویژگی انتروپی، کنتراست، هارالیک کورولیشن و انرژی برای کانتورینگ انتخاب شدند. آستانه 80، 50، 10 ، و81 درصد، بترتیب در نقشه انتروپی، کنتراست، هارالیک کورولیشن و انرژی بهترین تطابق را با GTVGS داشتند. آنالیز رگرسیون خطی، ارتباط مثبتی بین GTVGS با GTVRFM-entropy, (r =0.90, P<0.001) ،GTVRFM-contrast (r = 0.84, P <0.001) ، GTVRFM- H-correlation (r = 0.85, P <0.001) و (r= 0.89, P <0.001) GTVRFM-energy نشان داد. برای CTVRFM-entropyوCTVRFM-contrast آستانه 45 و 15 درصد بهترین تطابق را با CTVGS نشان دادند. بعلاوه، آستانه 90، 55 و 33 درصد، به ترتیب برای کانتورینگ نواحی هتروژن ویژگی انتروپی، کنتراست و هارالیک کورولیشن بدست امدند. اختلاف حجم حاصل از GTVRFM-entropy-Boost ، GTVRFM-contrast-Boost و GTVRFM-H-correlation-Boost با GTVPET50-Boost بترتیب 24.4، 25.8 و 24.7 درصد بود. در فاز یک دز 60گری، بین پلنهای CT، PET-CTاختلاف مهمی بین دوز دریافتی ارگانهای هدف و در خطر (بجز دز ریه که در پلن PET-CTکمتر شد) حاصل نشد و بین پلنهای PET-CT وMAP-CT اختلاف چشمگیری بین دوز دریافتی هیچ ارگانی حاصل نشد. در پلن فاز دوم افزایش دوز، در پلنهای CT، PET-CTو MAP-CT، احتمال کنترل تومور (TCP) نسبت به پلن دز 60گری، بهبود قابل ملاحظه ای یافت.نتیجه گیری: استفاده از رادیومیکس تصاویر PET برای بیماران NSCLC ، امکان استفاده بهتر از تکنیک آرایش دوز را به همراه دارد و با شخصی سازی دوز تجویزی نسبت به نقشه هتروژنیتی درون تومور هر فرد، نتایج امیدوارکننده ای را در کنترل تومور میدهد.