Delineazione automatica di strutture cerebrali in pazienti sottoposti a radioterapia per tumori primitivi encefalici: dall'atlante all'istogramma dose-volume

Scopo: Implementare e validare una procedura automatizzata di segmentazione basata su atlanti effettuata su immagini di risonanza magnetica (MRI-ABAS) intesa per la definizione di formazioni grigie corticali e sottocorticali, e utilizzabile per valutazioni dosimetriche in pazienti affetti da tumori encefalici e sottoposti a radioterapia. Pazienti e Metodi: Sono state utilizzate immagini di risonanza magnetica acquisite per dieci pazienti affetti da tumore cerebrale prima dell'inizio della RT. MRI ABAS consiste di due momenti fondamentali: la procedura di classificazione della sostanza grigia e la definizione delle regioni di interesse basata sull'utilizzo di atlanti. L'algoritmo Simultaneous Truth and Performance Level Estimation (STAPLE) è stato applicato alle strutture delineate manualmente da quattro diversi operatori con lo scopo di generare uno standard di riferimento. Per la valutazione della efficienza di MRI-ABAS sono state utilizzate cinque misure geometriche (incluso il coefficiente di similarità di Dice, DSC) e tre diversi parametri dosimetrici. Risultati: Confrontato con la delineazione manuale, MRI-ABAS ha mostrato un'eccellente riproducibilità [valori mediani di DSCMRI-ABAS= 1 (95% CI, 0.97-1.0) vs. DSCMANUALE= 0.90 (0.73-0.98)], un'accuratezza accettabile [DSCMRI-ABAS= 0.81 (0.68-0.94) vs. DSCMANUALE= 0.90 (0.76-0.98)] e una riduzione dei tempi di delineazione di circa il 90%. I parametri dosimetrici ottenuti dall'analisi degli istogrammi dose-volume per MRI ABAS sono risultati comparabili a quelli ottenuti con la metodica manuale. Conclusioni: Le caratteristiche di rapidità, riproducibilità e robustezza fanno della procedura MRI-ABAS un utile strumento per la valutazione degli effetti legati all'irradiazione in strutture encefaliche "non-target". Inoltre, della procedura automatizzata proposta va sottolineato il vantaggio legato alla possibilità di ottenere numerosi dati in maniera standardizzata con tempi di elaborazione ridotti