Modelado de Movimiento 4D de RM Multi-Ciclo Asistido por Seguimiento de Superficie para Radioterapia de Pulmón: Un...

Área de la Ciencia:

• Imágenes Médicas; Física de la Radioterapia; Aprendizaje Automático en Medicina

Sus antecedentes:

• El modelado preciso del movimiento respiratorio es crucial para una planificación eficaz de la radioterapia.; Los métodos actuales para rastrear el movimiento respiratorio durante la RM pueden ser invasivos o limitados en alcance.; La RM 4D multi-ciclo resuelta en el tiempo (TRMC-MRI) ofrece datos volumétricos detallados pero requiere una estimación robusta del movimiento.

Objetivo del estudio:

• Validar un modelo de movimiento respiratorio no invasivo utilizando seguimiento de superficie electromagnética (EM) en tiempo real y TRMC-MRI.; Estimar los cambios anatómicos internos inducidos por la respiración dentro de todo el volumen irradiado.; Evaluar la viabilidad de este modelo para radioterapia guiada por RM y convencional.

Principales métodos:

• Cuatro voluntarios se sometieron a TRMC-MRI con seguimiento concurrente del movimiento de la superficie EM en tiempo real.; Se generaron campos de vectores de deformación (DVFs) utilizando registro de imágenes deformables.; Se desarrollaron dos modelos de aprendizaje automático (PCA e ICA) para mapear el movimiento de la superficie a DVFs internos.; Se aplicó filtrado adaptativo de medianas para mejorar el rendimiento del modelo.

Principales resultados:

• Tanto los modelos basados en PCA como en ICA lograron puntuaciones comparables de Información Mutua (MI).; El filtrado adaptativo de medianas mejoró significativamente la MI a ~66%, superando a la ausencia de filtrado.; El análisis del perfil del diafragma mostró una estrecha concordancia con la verdad fundamental (RMSE medio 3.77-4.71 mm).

Conclusiones:

• Este estudio de prueba de concepto demuestra la viabilidad de un modelo de movimiento respiratorio no invasivo.; El modelo integra el seguimiento de superficie basado en EM con TRMC-MRI para una estimación precisa del movimiento.; Este enfoque tiene potencial para mejorar la precisión en la focalización de la radioterapia.