La rivista Nature.com -Scientific Report pubblica la ricerca sull’uso dell’intelligenza artificiale nel trattamento radioterapico del dottor Savino Cilla

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La rivista on line Nature.com- Scientific Report pubblica la ricerca sull’uso dell’intelligenza artificiale nel trattamento radioterapico, studio che il dottor Savino Cilla responsabile della Unità operativa di Fisica sanitaria dell’attuale Gemelli di Campobasso (ex Fondazione Giovanni Paolo II) , e la dottoressa Anna Ianiro, hanno presentato a Praga al congresso mondiale di Fisica Medica e Ingegneria Biomedica nel 2018. Di seguito ne riportiamo un estratto.

Nonostante i recenti sviluppi avanzati nella pianificazione della radioterapia, la pianificazione del trattamento per i tumori della testa e del collo pelvico rimangono difficili a causa dei grandi volumi di target concavi, delle prescrizioni di dosi multiple e di numerosi organi a rischio vicino agli obiettivi.

Gli studi interistituzionali hanno evidenziato che la qualità del piano dipende fortemente dall’esperienza e dalle capacità del pianificatore. Autori del lavoro sono il dottor Savino Cilla, responsabile della Unità operativa di Fisica sanitaria dell’attuale Gemelli di Campobasso (ex Cattolica) , e la dottoressa Anna Ianiro.

Negli ultimi due decenni, sono stati compiuti significativi progressi nella pianificazione e nella consegna della radioterapia. In particolare, gli sviluppi di nuovi algoritmi di ottimizzazione nei sistemi di pianificazione del trattamento (TPS) e le capacità degli acceleratori lineari hanno portato all’implementazione di tecniche a modulazione di intensità (IMRT), in grado di migliorare la distribuzione e la conformità della dose, riducendo l’irradiazione ai tessuti normali e quindi minimizzando il rischio di tossicità.

Terapia ad arco modulato volumetrico (VMAT), una tecnica complessa in grado di fornire radiazioni i fasci in arco continuo continuo intorno al paziente, hanno avuto una diffusione diffusa negli ultimi anni. Questa tecnologia ha fornito una qualità del piano simile rispetto all’IMRT a campo fisso in termini di conformità della dose target e esposizione minima ai tessuti sani circostanti, ma con una grande riduzione dei tempi di trattamento, potenzialmente riducendo il rischio di movimento intrafratorio e migliorando il comfort del paziente.

L’ottimizzazione automatizzata della procedura di pianificazione può migliorare la qualità del piano e le migliori pratiche. Trentasei pazienti (12 per ciascuno dei seguenti siti anatomici: testa-collo, prostata ad alto rischio e carcinoma dell’endometrio) sono stati riprogrammati con il motore AutoPlanning.

Il flusso di lavoro di pianificazione e ottimizzazione è stato sviluppato per generare automaticamente piani VMAT “dual-arc” con boost integrato contemporaneamente. Sono stati usati vari parametri di dose e dose-volume per costruire tre parametri in grado di fornire una valutazione globale dell’indice di qualità del piano in termini di indici di conformità della dose, copertura degli obiettivi e risparmio di organi critici.

Il principale vantaggio della strategia di Autoplanning è stato il miglioramento della qualità complessiva del trattamento a causa del significativo aumento della conformità della dose e della riduzione della dose integrale del 6-10%, mantenendo una copertura di obiettivi simili. Il tempo complessivo di pianificazione è stato ridotto a 60–80 minuti, circa un terzo del tempo necessario per la pianificazione manuale.

Nel 94% delle valutazioni cliniche, i piani AP hanno ottenuto un punteggio uguale o migliore ai piani MP. Nonostante l’aumento della modulazione di fluenza, le misurazioni della dose hanno riportato un accordo ottimale con i calcoli della dose con una velocità di passaggio γ superiore al 95% per il 3% (globale) di -2 mm criteri. Il motore di auto-scansione è un dispositivo efficace che consente la generazione di piani di trattamento di alta qualità VMAT secondo protocolli di pianificazione specifici istituzionali.

Sulla base dei dati recenti della letteratura, in questo studio si è ipotizzato quel trattamento di radioterapia automatizzato dove la pianificazione ha il potenziale per aumentare la coerenza, migliorare la qualità del piano e ridurre il carico di lavoro per tutti i giorni trattamenti stimolanti. I piani automatizzati sono stati quindi confrontati con il trattamento VMAT clinicamente accettato piani generati manualmente da fisici medici esperti.

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