Estudio de biomarcadores de PSMA-PET/MR en la planificación de la radiocirugía estereotáctica de próstata

La radioterapia corporal estereotáctica (SBRT) con boost focal simultáneo, es una técnica que administra dosis elevadas en pocas fracciones a subvolúmenes dentro de un volumen objetivo, con la finalidad de mejorar el control tumoral sin aumentar la toxicidad en los OARs. El objetivo del presente...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Romero Alcocer, Dorian A.
Formato: Tesis NonPeerReviewed
Lenguaje:Español
Publicado: 2023
Materias:
Física médica
Oncología
Prostate
Próstata
Neoplasms
Neoplasma
Radiotherapy
Radioterapia
[Cancer
Cáncer
Biomarkers
Biomarcadores
PET/MR images
Imágenes PET/MR]
Acceso en línea:http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1231/1/1Romero_Alcocer.pdf
Aporte de:
Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB) de Instituto Balseiro
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description La radioterapia corporal estereotáctica (SBRT) con boost focal simultáneo, es una técnica que administra dosis elevadas en pocas fracciones a subvolúmenes dentro de un volumen objetivo, con la finalidad de mejorar el control tumoral sin aumentar la toxicidad en los OARs. El objetivo del presente trabajo se enfocó en estudiar la información anatómica, funcional y molecular que ofrecen las imágenes PET/MR con F"18-PSMA, para identificar las lesiones intraprostáticas, susceptibles de ser utilizadas para la delimitación de un boost en los tratamientos por SBRT. Para ello, se estudiaron 12 pacientes con diagnóstico de Cáncer de próstata, a los cuales se adicionó una secuencia experimental bajo un modelo de pseudo-difusión, con el fin de obtener información similar a las imágenes de perfusión sin la necesidad de inyectar un medio de contraste. Asimismo, se configuraron las secuencias de adquisición en los protocolos mpMRI y PET/MR, y se desarrolló un programa en Python para el procesamiento de las imágenes de la secuencia experimental planteada, el cual realiza un ajuste a la señal aplicando un algoritmo de tres pasos, segmenta automáticamente la imagen resultante para visualizar solo los tejidos de interés, y asigna UIDs para poder ser reconocido por el sistema de planificación bajo un formato DICOM. En este contexto, para la delimitación del boost en los tratamientos por SBRT se utilizaron biomarcadores que brinden información de la densidad celular, vascularización y del metabolismo del radiofármaco F"18-PSMA en la glándula prostática, los cuales fueron registrados y fusionados con las imágenes CT para simular los planes de tratamiento. El procedimiento para identificar las lesiones intraprostáticas mediante imágenes PET/MR mostró una ventaja clínica para la marcación del boost en los tratamientos SBRT. Además, con la aplicación de la secuencia de pseudo-difusión se pudieron obtener biomarcadores de perfusión para aquellos pacientes con insuficiencia renal o venas frágiles. Asimismo, en la simulación de planes SBRT con boost integrado, se logró administrar altas dosis a la lesión tumoral con una cobertura óptima de la glándula prostática, sin superar las restricciones de dosis en la mayoría de los OARs. Este estudio mostró la factibilidad de emplear la modalidad híbrida PET/MR en conjunto con los biomarcadores de pseudo-difusión, para la delimitación de un boost en la planificación por RT, cuya técnica tiene potencial para ser empleado como un nuevo estándar de tratamiento.
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Para ello, se estudiaron 12 pacientes con diagnóstico de Cáncer de próstata, a los cuales se adicionó una secuencia experimental bajo un modelo de pseudo-difusión, con el fin de obtener información similar a las imágenes de perfusión sin la necesidad de inyectar un medio de contraste. Asimismo, se configuraron las secuencias de adquisición en los protocolos mpMRI y PET/MR, y se desarrolló un programa en Python para el procesamiento de las imágenes de la secuencia experimental planteada, el cual realiza un ajuste a la señal aplicando un algoritmo de tres pasos, segmenta automáticamente la imagen resultante para visualizar solo los tejidos de interés, y asigna UIDs para poder ser reconocido por el sistema de planificación bajo un formato DICOM. En este contexto, para la delimitación del boost en los tratamientos por SBRT se utilizaron biomarcadores que brinden información de la densidad celular, vascularización y del metabolismo del radiofármaco F"18-PSMA en la glándula prostática, los cuales fueron registrados y fusionados con las imágenes CT para simular los planes de tratamiento. El procedimiento para identificar las lesiones intraprostáticas mediante imágenes PET/MR mostró una ventaja clínica para la marcación del boost en los tratamientos SBRT. Además, con la aplicación de la secuencia de pseudo-difusión se pudieron obtener biomarcadores de perfusión para aquellos pacientes con insuficiencia renal o venas frágiles. Asimismo, en la simulación de planes SBRT con boost integrado, se logró administrar altas dosis a la lesión tumoral con una cobertura óptima de la glándula prostática, sin superar las restricciones de dosis en la mayoría de los OARs. Este estudio mostró la factibilidad de emplear la modalidad híbrida PET/MR en conjunto con los biomarcadores de pseudo-difusión, para la delimitación de un boost en la planificación por RT, cuya técnica tiene potencial para ser empleado como un nuevo estándar de tratamiento. Stereotactic Body Radiation Therapy (SBRT) with simultaneous focal boost is a technique delivering high doses in a few fractions to subvolumes within a target volume, aiming to improve tumor control without increasing toxicity in OARs. The aim of the present work was focused on studying the anatomical, functional, and molecular information offered by PET/MR images with F"18-PSMA, to identify intraprostatic lesions, susceptible to be used for the delimitation of a boost in SBRT treatments. For this purpose, 12 patients with a diagnosis of prostate cancer were studied, to which an experimental sequence was added under a pseudo-diffusion model, in order to obtain information similar to perfusion images without the need to inject a contrast medium. Likewise, the acquisition sequences were configured in the mpMRI and PET/MR protocols, and a Python program was developed to process the images of the proposed experimental sequence, which adjusts the signal by applying a three-step algorithm, automatically segments the resulting image to visualize only the tissues of interest and assigns UIDs to be recognized by the planning system under a DICOM format. In this context, biomarkers providing information on cell density, vascularization, and metabolism of the radiopharmaceutical F"18-PSMA in the prostate gland were utilized for boost delineation in SBRT treatments, which were registered and fused with CT images to simulate treatment plans. The procedure to identify intraprostatic lesions by PET-MR imaging showed a clinical advantage for boost tagging in SBRT treatments. Furthermore, the application of the pseudodiffusion sequence allowed the acquisition of perfusion biomarkers for patients with renal insufficiency or fragile veins. Likewise, in the simulation of SBRT plans with integrated boost, it was possible to administer high doses to the tumor lesion with optimal coverage of the prostate gland, without exceeding the dose restrictions in most of the OARs. This study highlights the feasibility of employing the hybrid PET/MR modality in conjunction with pseudo-diffusion biomarkers for boost delineation in RT planning, which technique has the potential to be employed as a new standard of treatment. 2023-12-21 Tesis NonPeerReviewed application/pdf http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1231/1/1Romero_Alcocer.pdf es Romero Alcocer, Dorian A. (2023) Estudio de biomarcadores de PSMA-PET/MR en la planificación de la radiocirugía estereotáctica de próstata / Study of PSMA-PET/MR biomarkers in the planning stereotactic prostate. Maestría en Física Médica, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1231/

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