Imágenes funcionales multimodales para radioterapia adaptativa en cáncer

Resumo

En la era moderna de la radioterapia adaptativa, se ha hecho de vital importancia entender cómo diferentes técnicas de imagen funcional interactúan en su aplicación a tumores. En la práctica clínica es esencial evaluar con precisión si un tumor ha sido tratado con éxito o si el tumor necesita de tratamiento adicional. Las métricas de imagen cuantitativa, como el Apparent Diffusion Coefficient (ADC) o Plasma Volume fraction (Ktrans), deben jugar un papel crucial en descifrar la eficacia del tratamiento. Sin embargo, la implementación de estas técnicas funcionales constituye uno de los aspectos más desafiantes de la radioterapia. En esta tesis doctoral se investiga la celularidad del tumor y el metabolismo de la glucosa antes, durante y después del tratamiento radioterápico, en cánceres de cabeza y cuello de células escamosas (HNSCC) con resultado negativo al virus del papiloma humano (HPV-) utilizando las técnicas de imagen Diffusion Weighted (DW-) MRI y 18F FDG PET/CT. Además se evalúa la respuesta temprana al tratamiento con radiocirugía estereotáctica (SRS) en pacientes con metástasis cerebrales, utilizando métricas obtenidas de Intravoxel Incoherent Motion DW-MRI y Dynamic Contrast Enhanced (DCE-) MRI. Esta multimodalidad de imagen puede ayudar a construir el marco de la futura radioterapia adaptativa basada en imágenes funcionales. Un reto constante en imagen funcional es la mejora de la calidad de imagen y la reducción de la distorsión de las imágenes utilizadas en la planificación y el tratamiento en radioterapia. Aplicando el método de los gradientes invertidos a imágenes de DW-MRI se observa una clara mejora en la información mutua para el proceso de registro de imágenes. Este método por lo tanto, mejora el registro ayudando a una medida mas precisa de ADC en tumores. Las imágenes multimodales en HPV- HNSCC sugieren que la densidad de células tumorales es inversamente proporcional al metabolismo de la glucosa, observándose tendencias diferentes en las métricas derivadas de las imágenes de DW-MRI, dependiendo del estatus de supervivencia de los pacientes estudiados. Se han observado cambios tempranos al tratamiento de SRS en métricas de difusión y perfusión para pacientes con metástasis cerebrales. Estos cambios se han detectado de manera similar a los producidos por efectos de la radiación en otros estudios. La predicción de la respuesta temprana al tratamiento seria ventajosa con respecto a métodos que requieren largos plazos de detección en el seguimiento de los pacientes. Además, puede ayudar a individualizar y adaptar el tratamiento radioterápico. Para todos los objetivos propuestos y con la intención de implementarlos en la práctica clínica son necesarios procedimientos específicos y estandarizados en las condiciones de adquisición de datos para garantizar un nivel de reproducibilidad adecuado en dichos estudios de imagen.