Искусственный интеллект (ИИ), который реконструирует МРТ-изображения движущихся опухолей, может сделать это за секунды, предлагая значительное улучшение существующих методов оптимизации лучевой терапии в клинике.
ИИ, называемый Дракула (сокращение от «глубокая радиальная сверточная нейронная сеть»), может воспроизводить четырехмерные МРТ-изображения всей анатомии пациента, включая опухоли и здоровые органы, из изображений низкого качества, содержащих артефакты — визуальные аномалии, которые не присутствуют в реальности, которые возникают. из сканированных изображений с неполной информацией .
Восстановление высококачественных изображений 4D МРТ из этих сканов с недостаточной дискретизацией может занять до нескольких часов, тогда как AI занимает в среднем 28 секунд.
Эти реконструированные изображения могут точно направлять доставку лучевой терапии к опухолям, отслеживая их движение, пока пациент дышит. Этот процесс называется лучевой терапией под магнитным резонансом (MRgRT) и позволяет соответствующим образом адаптировать лучевую терапию для улучшения результатов лечения пациентов.
Исследование было опубликовано в журнале « Радиотерапия и онкология» под руководством ученых Лондонского института исследований рака и фонда Royal Marsden NHS Foundation Trust. Он был профинансирован Cancer Research UK, NVIDIA и Центром биомедицинских исследований NIHR в Royal Marsden и ICR.
Более быстрое получение изображений
Для лечения пациентов с опухолями, которые двигаются во время дыхания, необходимы 4D-изображения МРТ, чтобы показать трехмерный объем опухоли и окружающих органов в разные моменты времени во время дыхания, что называется фазой дыхания.
Комбинируя многочисленные фазы дыхания, можно рассчитать изображение среднего положения на основе изображения 4D МРТ. Изображения в среднем положении показывают среднее положение опухоли и ее движение от дыхания и необходимы для точного планирования лучевой терапии.
Альтернативой лечению этих типов опухолей является задержка дыхания пациента, чтобы опухоль больше не двигалась, но это может быть утомительно для пациента и сделать лечение более длительным и сложным.
Dracula позволяет получать 4D МРТ и изображения в среднем положении за секунды — и, возможно, в интерактивном режиме непосредственно перед лечением — для управления проведением лучевой терапии в режиме реального времени, а также для повышения адаптируемости лечения в зависимости от анатомии пациента.
В клинике изображения, реконструированные Дракулой, можно было использовать для направления ICR и MR Linac-аппарата Royal Marsden — новой комбинированной технологии, которая использует сканер МРТ и линейный ускоритель для определения местоположения и доставки доз лучевой терапии к опухолям. Это означает, что сильные попадания радиации могут быть точно нацелены только на опухоль, что минимизирует риск поражения здоровых органов.