Thèses sur le sujet « Registro Tumori »

ABSTRACT Background Studi epidemiologici, recenti e non, hanno ipotizzato un’eziologia multifattoriale (genetica, ambientale, immunitaria) nella genesi dei tumori cerebrali. A causa della relativa rarità dei tumori cerebrali, la maggior parte degli studi analitici sono di caso-controllo, viceversa sono molti i dati descrittivi raccolti nei vari registri esistenti. Scopo del lavoro Lo studio si è proposto lo scopo di valutare l’incidenza dei tumori primitivi del Sistema Nervoso Centrale nella popolazione ospedalizzata della provincia di Foggia, nel periodo dal 2005 al 2009. Inoltre, ha valutato la presenza di eventuali correlazioni esistenti con la distribuzione territoriale della popolazione (ad es. quelle rurali e quelle industrializzate), le fasce d’età, il sesso, la localizzazione anatomica della neoplasia ed il tipo istologico. I dati raccolti in questo studio forniranno la base metodologica per l’implementazione di un Registro Regionale della Puglia per i tumori primitivi del S.N.C. Materiali e Metodi La raccolta dei dati è stata effettuata nella Azienda Ospedaliero-Universitaria “Ospedali Riuniti di Foggia e nell’IRCCS “Casa Sollievo della Sofferenza” di San Giovanni Rotondo, unici nosocomi in cui sono presenti reparti di Neurologia e Neurochirurgia. Sono stati rilevati i dati dei pazienti ricoverati per diagnostica e/o trattamento nel periodo dal 2005 al 2009. I pazienti sono stati ricercati tramite le Schede di Dimissione Ospedaliera (SDO) secondo l’ICD9-CM. Sono stati individuati 531 pazienti con diagnosi di neoplasia cerebrale primitiva. In 373 pazienti si trattava di nuova diagnosi di neoplasia cerebrale primitiva. Per ogni paziente è stata compilata una scheda raccolta dati ed è stata eseguita un’analisi descrittiva dei dati raccolti. La definizione istologica e radiologica della neoplasia del sistema nervoso centrale è stata effettuata secondo l’ultima revisione della classificazione proposta dall’Organizzazione Mondiale della Sanità introdotta nel 2007. Risultati Il tasso di incidenza di tutte le neoplasie primitive del Sistema Nervoso Centrale totale è risultato di 10.9 nuovi casi ogni 100.000 abitanti residenti. Nel corso degli anni oggetto dello studio il trend dell’incidenza è risultato essere in diminuzione dal 2005 al 2008 per poi rimanere costante negli ultimi due anni dell’osservazione. Al netto dei meningiomi, invece, il tasso di incidenza è risultato essere di 6.47 nuovi casi ogni 100,000 abitanti residenti. Il picco dell’incidenza (per fasce d’età) al netto dei meningiomi è risultato 65-69 per il genere maschile e 70-74 per il genere femminile. I tumori cerebrali primitivi più frequenti sono, sia se si tiene conto dei referti neuro-radiologici sia di quelli istologici, quelli della serie astrocitaria, con i subordine i tumori della serie meningea. L’età media alla diagnosi delle neoplasie ovviamente dipende strettamente dal tipo istologico, risultando essere più elevata per meningiomi e, viceversa, minore per tumori quali l’astrocitoma pilocitico e il medulloblastoma. Riguardo infine l’incidenza ed il rischio cumulativo divisi per comune non sono emerse differenze rilevanti tra i vari comuni appartenenti alla provincia di Foggia. Conclusioni Quanto emerso dal nostro studio conferma l’eziologia multifattoriale delle neoplasie primitive del Sistema Nervoso Centrale. Per quanto riguarda, invece, i restanti dati raccolti nel nostro studio, in parte essi risultano sovrapponibili a quanto già emerso nel registro AIRTUM, in parte, invece, non vi sono, a tutt’oggi e in Italia, altri metri di paragone essendo, gli altri registri, non specificamente dedicati ai tumori del SNC ed in particolar modo alle forme primitive.

We present the findings of the first years of activity of the Lombardy registry of sinonasal cancers (SNC), which was started at the end of 2007. The registry collects all potential cases of primary malignant epithelial neoplasm of the nasal cavity and accessory sinuses, verifies clinical records, and interviews the patients or their next-of-kin to investigate exposures to known SNC carcinogens. Case ascertainment is complete for the year 2008: we recorded 31 verified cases among men and 24 among women. The age-standardized regional incidence rates were 0.8 and 0.5  100,000 in men and women, respectively. For 87 cases diagnosed in 2008-2010 period we obtained an interview. In 34 cases (32 M and 2 F), we documented occupational exposure to wood dust (61.8%), leather dust (29.4%), bitumen fumes (5.9%), and hexavalent chromium compounds (2.9%). For these subjects compensation claims were undertaken. In 4 cases we found leisure-time exposures. In 49 cases (56.3%) no evidence of exposure to known SNC carcinogens was found.

Orientador: Djalma de Carvalho Moreira Filho
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas
Made available in DSpace on 2018-08-14T09:34:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_MarcelideOliveira_D.pdf: 636134 bytes, checksum: 78b53a7902f3e2cfd099088e331c0646 (MD5) Previous issue date: 2009
Resumo: A informação sobre incidência de câncer, obtida através dos registros de câncer de base populacional - RCBP é um componente essencial de qualquer estratégia de controle de câncer. Nos últimos vinte anos o papel dos registros de câncer tem se ampliado, incorporando o planejamento e avaliação das atividades de controle de câncer. Neste cenário, torna-se de fundamental importância a qualidade das informações fornecidas pelos registros. Uma breve revisão das metodologias para realizar o controle de qualidade dos dados nos registros de câncer, das mais tradicionalmente utilizadas às alternativas propostas torna claro que tais processos não são de fácil aplicação. O RCBP de Porto Alegre foi escolhido para verificar a aplicabilidade desta metodologia à realidade dos registros de câncer brasileiros. O Método de Fluxos apresenta-se neste contexto como adaptável a registros de câncer de diferentes padrões, de rápida execução e sem custos financeiros adicionais. O método proposto permite que o registro de câncer estabeleça uma rotina de vigilância de cobertura, segundo variáveis, tais como, localização primária, idade, sexo e área geográfica.
Abstract: Population-based cancer registries are essential to public health and research. The cancer registries provide information on the surveillance of cancer incidence and survival. At the last 20 years, because of the emerging importance of cancer as a health problem, the cancer registries play a important role to evaluate and to frame public health policy to cancer control. A high-quality cancer registration is fundamental to monitoring cancer burden and identifies patterns and trends in various population groups, in different geographic areas, and over time. Cancer registries try to achieve maximum completeness in case-findings procedures in order to ensure that comparative studies are not distorted by variations on efficacy of registry procedures. A brief review about available methods used to estimate completeness of cancer registrations shows that these methodologies are not easy to use, especially in developing countries. The PBCR Porto Alegre was chosen to verify if the method could be applied to Brazilian cancer registries reality. In this context the Flow Method claims to be adaptable to cancer registries with different patterns of registration and can be executed rapidly and inexpensively. The proposed method allows to a cancer registry to provide a routine surveillance of completeness by variables such as tumor site, age, sex and geographic area.
Doutorado
Saude Coletiva
Doutor em Saude Coletiva

The purpose of this study was to assess the possibility of developing a population based cancer registry in the United Arab Emirates. As this was retrospective and explorative in nature, the study was performed in two stages, the initial stage where the researcher examined critically routinely collected data that is needed to support a cancer registry as well as assessed data on cancer that were obtained from Al Mafraq Hospital records. The final stage took place in Al Ain Medical District where detailed study of the existing practice with respect to cancer registration were undertaken in respond to a request form Ministry of Health, data on cancer were obtained from health care services and cancer registry records. Other information was obtained from key officials and health professionals in the district using qualitative methods. The initial stage showed that this was the first study of this kind in the United Arab Emirates and that cancer data production and recording is a complex intervention, where health and health related professionals and patients are involved. It also revealed that the key professionals were supportive to the study and showed positive attitude. The initial study indicated that there was deficiency in the data collected routinely as well as there was no cancer registry in Al-Mafraq Hospital. Furthermore, the data collected from medical record witnessed deficiency in their completeness and quality. Lack of education and training related to cancer data handling were observed during the fieldwork. The assessment of the population data sources indicated that there was no single data source that might provide a comprehensive and accurate data regarding Al Ain population. This condition was mainly created due to unique demographic pattern of a highly mobile population dominated by expatriates. The final stage showed that health facilities in Al Ain Medical District are capable of producing cancer data especially clinical data. However deficiencies in item definition, complete recording and storing of data by health professionals within the health facilities were identified.

The incidence of cutaneous malignant melanoma (CMM) is steadily increasing. Most of the patients have thin CMM with a good prognosis and a 5-year survival of about 90%. The prognosis is highly related to tumour thickness and clinical stage at diagnosis. Effective systemic treatment for patients with metastatic disease has only recently been available. This thesis aims to increase knowledge of trends in tumour thickness, prognostic factors, socioeconomic differences and medical costs in patients with CMM. The population-based Swedish melanoma register is the main source of data in all papers in the thesis. Papers I-III include patients from all of Sweden while paper IV is delimited to the County of Östergötland. Cox regression and logistic regression are the main multivariable methods used. Paper IV is focused on stage-specific costs of CMM by comparing direct healthcare costs to a general population. For men, there has been a shift over time towards thinner tumours at diagnosis accompanied by an improved survival. Women are still diagnosed with considerably thinner tumours and they experience a better survival than men. Tumour ulceration, tumour thickness and Clark’s level of invasion all showed significant independent long-term prognostic information in T1 CMMs. By combining these factors, three distinct prognostic subgroups were identified. Lower level of education was associated with reduced CMM-specific survival, which may at least partially be attributed to a more advanced stage at diagnosis. The direct healthcare costs for CMM patients were significantly higher than for the general population, independent of clinical stage. CMM patients diagnosed in clinical stage III-IV were associated with particularly high costs. Even though the survival among Swedish patients with CMM is among the highest in the world and still seems to improve, the results of this thesis emphasise the need of improved early detection strategies. This may be of particular concern in men, older women, and groups with a low level of education. The results also imply that the costs for the management of CMM patients may be reduced if early detection efforts are successful and lead to a more favourable stage distribution. The finding of a better risk stratification of thin CMMs may help to improve the management of this large patient group.

Background  Survival and prognostic factors for thin melanomas have been studied relatively little in population-based settings. This patient group accounts for the majority of melanomas diagnosed in western countries today, and better prognostic information is needed. Objectives  The aim of this study was to use established prognostic factors such as ulceration, tumour thickness and Clark’s level of invasion for risk stratification of T1 cutaneous melanoma. Methods  From 1990 to 2008, the Swedish Melanoma Register included 97% of all melanomas diagnosed in Sweden. Altogether, 13 026 patients with T1 melanomas in clinical stage I were used for estimating melanoma-specific 10- and 15-year mortality rates. The Cox regression model was used for further survival analysis on 11 165 patients with complete data. Results  Ulceration, tumour thickness and Clark’s level of invasion all showed significant, independent, long-term prognostic information. By combining these factors the patients could be subdivided into three risk groups: a low-risk group (67·9% of T1 cases) with a 10-year melanoma-specific mortality rate of 1·5% (1·2–1·9%); an intermediate-risk group (28·6% of T1 cases) with a 10-year mortality rate of 6·1% (5·0–7·3%); and a high-risk group (3·5% of T1 cases) with a 10-year mortality rate of 15·6% (11·2–21·4%). The high- and intermediate-risk groups accounted for 66% of melanoma deaths within T1. Conclusions  Using a population-based melanoma register, and combining ulceration, tumour thickness and Clark’s level of invasion, three distinct prognostic subgroups were identified.

Funding Agencies|regional cancer centre Southeast in Linkoping||

Background. Response to anti-tumour necrosis factor (anti-TNF) therapy in patients with rheumatoid arthritis (RA) varies between patients. Incidence of sustained remission in the UK is not known, and factors contributing to its achievement are poorly understood. Prior knowledge of response would enable better targeting of anti-TNF therapy, leading to better outcomes and reduced morbidity. Aims. This thesis aims to identify incidence of sustained remission and low disease activity (LDA) in patients with rheumatoid arthritis (RA) taking anti-TNF therapy. Clinical and demographic factors associated with sustained remission and LDA were identified. Methods. I undertook a systematic literature review of the incidence of, and factors associated with, sustained remission in patients with RA taking anti-TNF therapy. Results informed a subsequent analysis of data extracted from the British Society for Rheumatology Biologics Register for Rheumatoid Arthritis (BSRBR-RA). I used two approaches to examine sustained remission and LDA. Firstly, pre-defined DAS28 thresholds were used to identify individuals in sustained remission and LDA. Secondly, a data-driven approach used latent class mixed modelling (LCMM) to identify independent trajectories of response within the data. Results. Sustained remission and LDA occurred infrequently in the literature review (range 4.2 – 38.1% sustained remission) and was uncommon in the BSRBR-RA (14.9% and 26.3% respectively), but had improved significantly over time. Significant associations were identified between the candidate variables and sustained remission and LDA, both using pre-defined thresholds and LCMM analyses. LCMM analyses identified response at six months to be a good indicator of long-term outcomes. Conclusions. Sustained remission and LDA remains uncommon, although outcomes are improving. Clinical and demographic features are associated with achieving these outcomes, suggesting it may be possible to use phenotypic features to guide therapy. Additionally, the clear response trajectories identified at six months, suggest it may be possible to identify non-responders to anti-TNF therapy earlier than six months.

Increasing time trends in the recorded incidence of childhood cancer have been reported in many different settings. The extent to which these trends reflect real changes in incidence, rather than improvements in methods for diagnosis and registration, is controversial. Using data from the National Registry of Childhood Tumours (NRCT), this thesis investigates time trends in cancer diagnosed under age 15 in residents of Britain during 1966-2005 (54650 cases), and considers potential sources of artefact in detail. Several different methods are used to estimate completeness of NRCT registration. The history of methods for diagnosis and registration of childhood cancers in Britain is described, and predictions are made for effects on recorded incidence. For each of the 12 main diagnostic groups, Poisson regression is used to fit continuous time trends and ‘step’ models to the annual age-sex-standardised rates by year of birth and year of diagnosis. Age-specific rates by period, and quinquennial standardised rates for diagnostic subgroups, are shown graphically. For three broad groups (leukaemia, CNS tumours and other cancer), geographical variation is compared by period of diagnosis. The results of these analyses are discussed in relation to the predicted artefacts. The evidence for a positive association between affluence and recorded incidence of childhood leukaemia is briefly reviewed. A special form of diagnostic artefact, the ‘fatal infection’ hypothesis, is proposed as an explanation of both this association and the leukaemia time trend. This hypothesis is examined in a novel test based on clinical data. The recorded incidence of childhood cancer in Britain increased in each of 12 diagnostic groups during 1966-2005 (from 0.5% per year for bone cancer to 2.5% for hepatic cancer, with 0.7% for leukaemia). Evidence presented here suggests that these increases are probably artefacts of diagnosis and registration. The potential implications for epidemiological studies of childhood cancer should be considered.

Natural Language Processing (NLP) is a discipline that involves the design of methods that process text. Deep learning, and Machine Learning (ML) in general, is the discipline that studies and implements methods that learn to make predictions from data. In the last years, many different ML methods have been presented in the context of NLP. In this work we focused in par- ticular on text classification methods. Cancer registries collect pathology re- ports from clinical data sources and combine them with administrative data sources to identify cancer diagnoses in a specific area. Here we present a large scale study on deep learning methods applied to cancer pathology reports in Italian language. In this study we developed several classifiers to predict to- pography and morphology ICD-O codes. We compared classic machine learn- ing approaches, i.e. Support Vector Machine (SVM), with recent deep learn- ing techniques, i.e. Long Short-Term Memory (LSTM) and Gated Recurrent Unit (GRU). Furthermore, we compared recent attention-based and hierar- chical techniques, e.g. Bidirectional Encoder Representations from Transform- ers (BERT), with a more simple hard attention method, showing that the latter is enough to perform slightly better in this specific domain.

Background: La nefrectomia parziale ad oggi rappresenta il trattamento gold standard in pazienti con neoplasie renali clinicamente localizzate. Il progetto RECORD2 nasce dall’esigenza di fornire evidenze più robuste nel setting della chirurgia per tumori renali ed in particolare di fornire modelli predittivi di rischio dei più importanti outcomes postoperatori dopo chirurgia renale. Scopo dello studio: 1) Analizzare la distribuzione della nefrectomia radicale (RN) e della nefrectomia parziale (PN) nei centri aderenti al progetto RECORD 2 per pazienti con diagnosi di neoplasia renale non metastatica (cT1-4N0M0). 2) Valutare gli outcomes peri- e post-operatori in pazienti trattati con nefrectomia parziale per tumore del rene localizzato (cT1-T2N0M0). Confrontare i risultati peri- e postoperatori ad un follow-up a lungo termine in pazienti sottoposti a PN e RN per neoplasie renali in stadio clinico T1N0M0. Materiali e Metodi: L'Italian REgistry of COnservative and Radical surgery for cortical renal tumor Disease (RECORD 2 project) è un progetto multicentrico, osservazionale prospettico promosso dalla Società Italiana di Urologia (SIU). Nello studio sono stati inclusi 4325 pazienti sottoposti, tra il 2013 e il 2016, a chirurgia per tumori renali corticali in 34 centri urologici italiani. Di questi, 2584 pazienti sono stati trattati con nefrectomia parziale e 1712 con nefrectomia radicale. Sono state eseguite regressioni logistiche univariate e multivariate per valutare i possibili predittori di outcomes perioperatori e funzionali, nel caso in cui gli outcomes fossero valutati come variabile nominale ad un tempo predefinito per ogni paziente. Sono state effettuate analisi di sopravvivenza mediante l’utilizzo di curve di Kaplan-Meier. La valutazione di possibili predittori di outcomes di sopravvivenza è stata effettuata mediante l’utilizzo di analisi univariate e multivariate secondo Cox. Sono stati generati nomogrammi come rappresentazione grafica di modelli di regressione logistica multivariata. In caso di analisi di confronto tra gruppi con caratteristiche statisticamente significative al baseline è stato effettuato un propensity score matching analysis. Risultati: La distribuzione dei centri ha interessato in maniera pressoché completa tutte le regioni italiane, con limitate eccezioni. L’intervento conservativo è stato largamente più utilizzato rispetto a quello radicale. Se però ci soffermiamo ad analizzare la distribuzione dei due approcci in relazione al centro di provenienza, osserviamo che in alcuni centri il numero di nefrectomie radicali ha raggiunto o superato quello delle nefrectomie parziali. Durante gli anni di inclusione per gli interventi di nefrectomia parziale e radicale, l’approccio open è progressivamente diminuito, quello laparoscopico è rimasto pressoché costante, l’approccio robotico è progressivamente aumentato. Inoltre, durante gli anni nei pazienti sottoposti a nefrectomia parziale, è aumentato il numero delle masse complesse trattate, le indicazioni di necessità relativa ed assoluta. Infine, l'enucleazione è stata significativamente più utilizzata negli ultimi anni rispetto alle altre tecniche resettive. Il tasso di complicanze chirurgiche postoperatorie dopo nefrectomia parziale era del 10,2% con un tasso di complicanze maggiori del 2.5%. Secondo il modello multivariato completo, età (OR 1,01, p = 0.03), ASA score (OR 1.281, p = 0.046), stadio T2 rispetto allo stadio T1a (OR 2.03, p = 0,01), PADUA score (OR 1,16, p = 0,001), anemia preoperatoria (OR 2,20, p <0,001), approccio open (O 2,87, p <0,001) e laparoscopico (OR 1,73, p = 0,01) rispetto al robotico sono risultati essere fattori predittivi di complicanze chirurgiche postoperatorie. È stato costruito un nomogramma predittivo con una predittività del 73.1% alle analisi post-hoc. È stata effettuata un’analisi in un sottogruppo di pazienti trattati con accesso mininvasivo che ha dimostrato che l’accesso retro- e trans-peritoneale presentano outcomes perioperatori comparabili, ma il primo accesso è associato ad un tempo di degenza significativamente minore. Una dettagliata analisi dei fattori predittivi di rischio di complicanze chirurgiche in paziente con masse renali complesse PADUA score ≥10 e trattati con PN è stata riportata nel testo. Complessivamente il 25% dei pazienti sottoposti a nefrectomia parziale hanno sviluppato insufficienza renale acuta (AKI) durante la degenza postoperatoria. All'analisi multivariata, l’età (OR 1,03; p <0,0001), l’eGFR preoperatorio (OR: 1,02; p = 0,003), lo stadio clinico T1b (OR: 1,88; p = 0,0004), tumori PADUA 7-8 (OR: 1,55; p = 0,11) e PADUA 9 (OR: 1,70; p = 0,058) erano associati ad un aumento del rischio di AKI. Al contrario, la chirurgia laparoscopica (OR: 0,46; p = 0,009) e robotica (OR: 0,39; p <0,0001) hanno mostrato una minore probabilità di AKI rispetto alla chirurgia open. I coefficienti del modello multivariato sono stati utilizzati per costruire un nomogramma di predizione. Dei pazienti trattati con nefrectomia parziale, 2076 hanno presentato neoplasie maligne all’analisi istopatologica. Lo stadio patologico T1a, T1b, T2 e T3a è stato attribuito nel 68,7%, 22,6%, 2,1% e 6,6% dei pazienti, rispettivamente. Un coinvolgimento nodale patologico (pN1) è stato trovato nello 0,4% dei casi. Il tasso di margini chirurgici positivi è stato del 16,5%. Sono stati effettuati due modelli multivariati, uno clinico e uno clinico-patologico, per determinare i fattori predittivi di margini chirurgici positivi. Il modello multivariato su base clinica ha rivelato che lo stadio clinico (cT1a vs cT2), il PADUA score, la casistica del centro (< 60 PN/anno vs ≥ 60 PN/anno)e l’approccio chirurgico (laparoscopica vs open) sono predittori indipendenti di margini chirurgici positivi (AUC: 0,66). Il modello clinico-patologico multivariato ha rivelato che lo stadio clinico, la casistica del centro, l’indicazione (assoluta vs elettiva), l’approccio chirurgico, l’invasione linfovascolare e l’upstaging a pT3a sono erano predittori indipendenti di margini chirurgici positivi (AUC: 0,70). I coefficienti delle variabili incluse nel modello clinico sono stati usati per sviluppare il nomogramma di predizione di margini positivi. È stata eseguita una subanalisi nella popolazione dei pazienti con diagnosi di neoplasia renale in stadio cT1N0M0 trattati con nefrectomia radicale (645) e parziale (2600), nei centri inclusi. Il confronto della popolazione è stato eseguito anche dopo aver condotto una selezione matched-pair su 600 pazienti in entrambi i gruppi con caratteristiche al baseline comparabili. I pazienti sottoposti a RN presentavano un tasso significativamente maggiore di complicanze chirurgiche e mediche intraoperatorie e di AKI postoperatoria significativamente maggiore rispetto a quelli sottoposti a PN. Il tasso di complicanze postoperatorie chirurgiche è risultato comparabile tra i due gruppi. Il tasso di margini chirurgici in tumori maligni dei pazienti sottoposti a PN è risultato significativamente maggiore rispetto ai pazienti trattati con RN. Il confronto degli outcomes di sopravvivenza e funzionali ad un follow-up di 48 mesi nelle due coorti selezionate di pazienti (post-matching) ha confermato che i pazienti sottoposti a PN presentavano una migliore preservazione della funzionalità renale sia nel breve sia nel lungo termine rispetto alla controparte trattata con RN a parità di outcomes oncologici a lungo termine. Conclusioni: La nefrectomia parziale rappresenta ad oggi la terapia chirurgica di scelta nei pazienti con neoplasia renale in stadio cT1N0M0. Nonostante le attuali linee guida non raccomandino uno specifico approccio nell’esecuzione della nefrectomia parziale, il presente studio conferma che l’approccio robotico possa ridurre la morbilità postoperatoria riducendo significativamente il tasso di complicanze, l’incidenza di danno renale acuto. Tuttavia, numerosi fattori devono essere considerati nello stratificare la tipologia d’approccio ottimale, in particolare le caratteristiche della malattia e quelle del paziente, al fine di poter bilanciare rischi e benefici di un intervento conservativo ed identificare il candidato ottimale per una

O tratamento do carcinoma de cabeça e pescoço é atualmente uma área de extrema importância oncológica e de intensa investigação. Durante o tratamento de Radioterapia os doentes podem sofrer alterações anatómicas significativas. As principais causas apontadas para este facto são a perda de peso e redução tumoral, estando fundamentalmente relacionadas com os efeitos da radiação. Estas alterações podem trazer consequências na dose administrada, como é o caso do aumento de dose nos órgãos de risco. Este projeto assenta no estudo do registo deformável de imagens em Radioterapia, tendo como base o uso do software de tratamento de imagens Velocity AI 2.7, para casos de tumores de cabeça e pescoço. Pretende-se testar as capacidades deste software, perceber quais as suas potencialidades e limitações e ainda apreciar a qualidade da deformação volumétrica de estruturas localizadas na região de cabeça e pescoço. Os objetivos deste trabalho dividem-se em duas fases distintas. Numa primeira fase pretende-se estabelecer um protocolo de procedimentos que garanta a reprodutibilidade do algoritmo de deformação do Velocity AI. Para tal é inspecionado o comportamento do registo deformável em imagens de Tomografia Computorizada adquiridas antes da primeira sessão de tratamento – a CT de planeamento - e a meio do mesmo – a CT de controlo. A análise dos resultados inclui a visualização das estruturas deformadas e posterior validação clínica. Posteriormente, numa segunda fase, pretende-se investigar a aplicabilidade clínica das imagens Cone-Beam CT utilizando o protocolo estabelecido em imagens CT. As imagens Cone-Beam CT são adquiridas diariamente antes de cada sessão de tratamento para verificação do posicionamento do doente. Com o auxílio do Sistema de Planeamento Oncentra® 4.1 é calculada a distribuição de dose 3D nas imagens Cone-Beam CT. No Velocity AI, com base nesta informação estuda-se a possibilidade de criar alertas volumétricos a partir de uma simples análise de variação de volume de algumas estruturas, com o objetivo de indicarem variações inaceitáveis de dose. Com estes estudos provou-se que o software Velocity AI é uma ferramenta útil na área de Radioterapia, principalmente na deformação volumétrica de estruturas. A utilização das imagens Cone-Beam CT mostrou que permitem alertar para situações de sobredosagem, especialmente no caso da medula que é uma estrutura de risco crítica. Palavras-chave: Radioterapia; IMRT; Registo deformável; Cone-Beam CT; Velocity AI 2.7.

Em Radioterapia os tratamentos são planeados com base num conjunto de imagens de tomografia computorizada (CT de planeamento) e nas estruturas nelas desenhadas pelo médico radioncologista (volumes-alvo e órgãos de risco). Durante as sessões diárias de tratamento, normalmente de segunda a sexta-feira durante 5-7 semanas, o posicionamento e a anatomia do doente deveriam reproduzir exactamente a geometria definida na CT de planeamento. Contudo, é comum em doentes com tumores de cabeça e pescoço ocorrerem modificações anatómicas (perda de peso, alteração na massa muscular e na distribuição de gordura, redução do volume tumoral). Como consequência irão ocorrer alterações na localização, forma e tamanho do tumor e dos órgãos de risco e, assim, desvios entre a dose inicialmente planeada e a dose fornecida diariamente ao doente. No caso de estes desvios serem significativos o sucesso do tratamento poderá ficar comprometido sendo necessário então adaptar ou replanear o tratamento para a nova anatomia do doente. No IPOCFG uma das ferramentas que avalia estes desvios é o software Velocity AI. Trata-se de um programa que, para além de permitir o delineamento das estruturas anatómicas pelo médico radioncologista, realiza o registo deformável entre a CT de planeamento e a CT de controlo efectuada a meio do tratamento. Com base nesta deformação será possível quantificar as variações dos volumes-alvo e órgãos de risco, assim como, das respectivas doses. Este projecto pretende, utilizando o software Velocity AI e considerando um conjunto predeterminado de doentes com tumores de cabeça e pescoço irradiados com técnicas de Radioterapia de Intensidade Modulada (IMRT), estabelecer um procedimento para a realização do registo deformável de imagens entre a CT de planeamento e a CT de controlo. Numa segunda etapa, tem como objectivos determinar as variações de volume das estruturas anatómicas comparando o volume de planeamento com o volume deformado na CT de controlo; comparar a matriz de deformação da dose com a dose recalculada pelo sistema de planeamento; e, por último, estudar a diferença entre as doses inicialmente planeadas e as doses administradas a meio do tratamento, de forma a identificar quais os doentes que beneficiariam de um replaneamento do tratamento. Os resultados obtidos com este projecto permitiram concluir que o protocolo estabelecido inclui a utilização para todas as estruturas anatómicas de uma ROI (Region Of Interest) a incluir o volume-alvo total mais os órgãos de risco circundantes (ROI_PTV-N) com a activação do filtro BONE. Ainda assim, é obrigatória uma validação clínica de todas as estruturas por um médico radioncologista após o registo deformável de imagens. Conclui-se que o Velocity AI é uma ferramenta eficaz na deformação das estruturas, no entanto não deve ser usado para avaliar dose. Existem doentes que X beneficiam com um replaneamento do tratamento e estes devem ser seleccionados sempre que for ultrapassada para cada estrutura anatómica a dose de tolerância. Palavras-Chave: Registo deformável; IMRT; Planeamento em Radioterapia

Tese mestrado integrado, Engenharia Biomédica e Biofísica (Engenharia Clínica e Instrumentação Médica) Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2022
A Radioterapia é uma das modalidades principais para tratamentos de foro oncológico que visa destruir a ação proliferativa das células cancerígenas e reduzir o volume tumoral. A sua ação terapêutica através do uso de radiação ionizante tem, subjacente, a máxima de irradiar o tumor com uma elevada dose, ao mesmo tempo que os órgãos de risco (OARs) adjacentes, são tanto quanto possível protegidos. Quando um tumor se localiza no pulmão ou abdómen superior, como no fígado ou pâncreas, o seu movimento devido à respiração pode alcançar até 4 cm, especialmente na direção crânio-caudal, aumentando as incertezas relativas à posição do tumor. No Centro Clínico Champalimaud (CCC), o planeamento convencional dos tratamentos de radioterapia faz uso de uma tomografia computadorizada (CT) que é adquirida aquando da respiração livre do doente e que, por isso, apresenta geralmente artefactos que podem ser uma fonte de erro durante o planeamento. Nos casos em que o movimento do tumor é considerável, é ainda adquirida uma tomografia computadorizada quadrimensional (4DCT) que consiste entre 8 e 10 CTs que representam fases do ciclo respiratório. Posteriormente, a 4DCT é utilizada para delinear o volume interno do alvo (ITV) que engloba toda a extensão do movimento do tumor. Apesar da estratégia do ITV garantir uma adequada cobertura do volume-alvo, os OARs ficam expostos a doses de radiação desnecessárias e a um maior risco de toxicidade. Este efeito é ainda mais preocupante em tratamentos hipofracionados, onde doses mais elevadas são administradas num número reduzido de frações. Nos últimos anos têm sido desenvolvidas estratégias que visam tornar os tratamentos de radioterapia mais eficazes. Uma delas é a reconstrução de uma CT que representa a posição média do doente ao longo do ciclo respiratório (Mid-P CT). Esta estratégia resulta em volumes de tratamento menores do que a estratégia do ITV, possibilitando o aumento da dose e maior controlo tumoral local. O primeiro passo para a reconstrução do Mid-P CT é o registo deformável de imagens (DIR) entre uma das fases da respiração (uma CT da 4DCT), definida como a fase de referência, e as restantes fases. Deste processo resultam campos vetoriais deformáveis (DVF) que contém informação do deslocamento dos tecidos. Os DVFs são subsequentemente utilizados para transformar cada uma das fases da respiração para a posição média. O método do Mid-P foi implementado com sucesso no Instituto do Cancro Holandês (NKI) em 2008. Apesar dos bons resultados clínicos, o número de centros de radioterapia que utiliza esta técnica é muito reduzido. Tal deve-se, por um lado, à inexistência de soluções comerciais com esta funcionalidade e, por outro, ao esforço necessário alocar para implementar e validar soluções desenvolvidas internamente. O presente projeto teve como principal objetivo implementar a estratégia do Mid-P no CCC (Portugal). Para tal, foi otimizado um módulo – RunMidP – desenvolvido para o software 3D Slicer, que calcula o Mid-P CT e estima a amplitude do movimento do tumor e OARs com base nos DVFs. Considerando que a precisão do módulo e a qualidade de imagem do Mid-P CT devem atender os requisitos para o planeamento em radioterapia, foram realizados testes para validar o módulo. Sempre que possível, a sua performance foi comparada com outras aplicações desenvolvidas para a implementação da técnica do Mid-P, nomeadamente com um protótipo desenvolvido pela empresa Mirada Medical Ltd. (Reino Unido) – Mirada – e com o software desenvolvido no NKI (Holanda) – Wimp. Os testes foram divididos em três estudos diferentes, cada um com um conjunto de dados diferente. No primeiro estudo (estudo A), foram utilizadas 4DCT de 2 fantomas digitais, cuja função respiratória e cardíaca foi modelada de forma simplificada, e de 18 doentes com tumores localizados no pulmão (N = 8), no fígado (N = 6) e no pâncreas (N = 4). Neste estudo, foram comparados dois algoritmos DIR disponíveis no software 3D Slicer, o Plastimatch e o Elastix, em termos da precisão do registo e da qualidade de imagem do Mid-P CT reconstruído. Foi ainda avaliado a capacidade dos softwares RunMidP e Mirada representarem corretamente a posição média do doente e as diferenças das amplitudes do movimento do tumor estimadas pelos dois softwares. No estudo B, foram realizados testes de verificação semelhantes aos supre mencionados, em imagens sintéticas provenientes de 16 doentes, desta vez com a vantagem de se conhecer o “verdadeiro” Mid-P CT e as “verdadeiras” amplitudes do movimento do tumor. Estes foram comparados com os resultados obtidos com os softwares RunMidP e Mirada. Ainda, as unidades de Hounsfield (HU) no Mid-P CT reconstruído por RunMidP e Mirada foram comparadas com as HU na fase de referência, de modo a verificar se os Mid P CTs produziriam diferenças dosimétricas relevantes. No último estudo (estudo C), a qualidade de imagem do Mid-P CT foi avaliada quantitativamente e qualitativamente. Durante a análise qualitativa, foi pedido a dois médicos especialistas que avaliassem a viabilidade dos Mid-P CTs, reconstruídos pelos três softwares (RunMidP, Mirada e Wimp), para o planeamento dos tratamentos. O tempo da reconstrução do Mid-P CT a partir da 4DCT foi de cerca de 1h. Ambos os algoritmos, Plastimach e Elastix, demonstraram ser adequados para DIR de imagens do pulmão e abdómen superior, com diferenças estatisticamente não significativas (p > 0.05) em termos da precisão do registo. Contudo, o Mid-P CT reconstruído com Elastix apresentou uma melhoria na qualidade de imagem, sendo assim o algoritmo DIR escolhido para ser implementado no RunMidP. Em termos de métricas aplicadas a contornos definidos manualmente, tais como a distância de Hausdorf (HD) e coeficiente de Dice (DSC), o erro do registo de imagem foi menor que 1 mm, dentro do contorno do tumor, e 2 mm no pulmão. Os Mid-P CTs reconstruídos com o RunMidP e Mirada apresentaram maiores diferenças, relativamente ao “verdadeiro” Mid-P CT, na região do diafragma e zonas de maior homogeneidade como, por exemplo, no ar presente no intestino. Contudo, para a maioria dos doentes do estudo B, o Mid-P CT reconstruído com o software Mirada apresentou maior índice de similaridade estrutural (SSIM) relativamente ao “verdadeiro” Mid-P CT. Estes resultados podem estar na origem do uso de diferentes algoritmos DIR, mas deveram-se principalmente a uma falha na aplicação das transformações deformáveis pelo módulo RunMiP que foi corrigida posteriormente. Ainda, as diferenças entre as amplitudes estimadas e previstas foram menores que 1 mm para 37 tumores (78,9%), que resultam em diferenças menores que 0.3mm quando convertidas em margens de planeamento. Para além disso, as diferenças nos valores de HU dos Mid-P CTs comparativamente à fase de referência foram, em média, de 1 HU no tumor e OARs. Foram também observadas melhorias na qualidade de imagem do Mid-P CT, nomeadamente um aumento da relação sinal-ruído (SNR) e diminuição dos artefactos. Estes resultados estão de acordo com a avaliação dos médicos que, em geral, consideraram que os Mid-P CTs reconstruídos pelos três softwares são adequados para o planeamento dos tratamentos. No entanto, os Mid-P CTs reconstruídos com dados 4DCT provenientes do CCC apresentaram classificações inferiores aos reconstruídos com dados 4DCT do NKI. Em suma, as modificações do algoritmo DIR Plastimach para Elastix e a correção do método para aplicar as transformações deformáveis, permitiram uma melhoria na qualidade de imagem do Mid P CT e melhor performance do algoritmo, respetivamente. O módulo RunMidP, neste projeto otimizado e validado, apresenta um forte potencial para a reconstrução e implementação da estratégia do Mid-P na clínica, com performance comparável a outras aplicações existentes (Mirada e Wimp). Atenção especial deve ser dada aos dados 4DCT de input que parecem afetar a qualidade de imagem final do Mid-P CT. No futuro, valerá a pena otimizar os parâmetros de aquisição e reconstrução da 4DCT de modo a melhorar a qualidade de imagem e, ainda, o módulo RunMidP pode potencialmente ser otimizado no que respeita ao tempo de reconstrução do Mid-P CT e à precisão do DIR.
Radiotherapy for tumours in the thorax and upper abdomen is challenging since they move notably with breathing. To cover the whole extent of tumour motion, relatively large margins are added to treatment volumes, posing a higher risk of toxicity for surrounding organs-at-risk (OARs). The Mid Position (Mid-P) method accounts for breathing motion by using deformable image registration (DIR) to transform all phases of a 4DCT scan to a time-weighted average 3DCT scan (Mid-P CT). The Mid-P strategy results in smaller treatment volumes, potentially boosting the delivery of hypofractionated treatments. To bring the Mid-P approach to the Champalimaud Clinical Centre (CCC), an in-house Mid position software module – RunMidP – was optimized. The module reconstructs the Mid-P CT and estimates breathing motion amplitudes of tumours and relevant OARs. In addition, this project presents a set of experiments to evaluate the performance of the Mid-P method and its feasibility for clinical implementation. The experiments were conducted throughout three different studies using 4DCT data from 18 phantoms and 23 patients. In Study A, the accuracy and image quality of two DIR algorithms (Plastimatch and Elastix) were assessed using quantitative metrics applied on either warped images or manually delineated contours. The reproduction of the patient’s mean position by the Mid-P CT and the estimation of motion amplitudes were compared to a soon-to-be Mid-P commercial software developed by Mirada Medical Ltd. In Study B,similar experiments were performed, this time using a more rigorous reference – “true” Mid-P CT scans and “true” motion estimations. In Study C, the image quality of Mid P CT scans was assessed quantitatively and qualitatively. Both Plastimatch and Elastix registration showed comparable registration accuracy, although Elastix showed superior image quality of reconstructed Mid-P CTs. Based on contour metrics, the registration error was less than 2 mm. In-house Mid-P CTs showed a slightly lower match to ground truth Mid-P CTs than the ones reconstructed by the Mirada prototype due to differences in DIR methods and small shifts to the original image geometry. Higher image differences were found in the diaphragm lung interface, where the patient's anatomy moves faster due to breathing, and in homogeneous regions such as the air regions in the bowel. On the other hand, differences (estimated-predicted) in motion amplitudes smaller than 1 mm were observed in 37 moving tumours (78.7%), showing a good performance of the Mid-P algorithm. Regarding the image quality, improvements in the signal-to-noise ratio and removal of image artefacts in Mid-P CTs are great advantages for using them as the planning CT. Clinicians also gave a good assessment of the suitability of Mid-P CT scans for treatment planning. No significant differences were found in the performance of the RunMidP compared to other Mid-Position packages, although worse scores were given to the CCC dataset than the dataset from another hospital. The in-house Mid-position algorithm shows promising results regarding the use of the software module in radiotherapy for lung and upper abdomen cancer. Further exploration must be given to improve the registration accuracy, image quality of the input data, and speed up the reconstruction of the Mid-P CT scan.