Positionnement de la prostate à l'aide de trois marqueurs radio-opaques lors du traitement de radiothérapie

Abstract

La radiothérapie externe est utilisée pour le traitement des patients atteints du cancer de la prostate. Pour que le traitement soit efficace, la radiation doit cibler très précisément la tumeur afin de déposer la dose de radiation exactement dans le volume cible et d'éviter les tissus sains et les organes à risque. Les images portales obtenues lors du traitement peuvent servir dans ce but. Pour bien localiser la prostate, 3 marqueurs radio-opaques sont insérés dans celle-ci. Ces travaux réalisés en collaboration avec le Laboratoire de Physique Médicale de l'Hôtel-Dieu de Québec ont permis de concevoir un algorithme de détection automatique de ces 3 marqueurs dans les images portales.

Cette détection recherche les atténuations laissées par les marqueurs. Ces atténuations ont la forme caractéristique d'une parabole. La constellation de ces marqueurs est utilisée pour la détection. Finalement, un réseau de neurones valide la détection pour augmenter la fiabilité de l'algorithme.

Les résultats préliminaires sur 325 images cliniques ont donné un taux de détection de 96% pour les champs AP/PA, 94% pour les champs obliques et de 63% pour les champs latéraux. La validation par le réseau de neurone laisse passer les mauvaises détections à 1% pour les champs AP/PA, 3% pour les champs obliques et 2% pour les champs latéraux. Ces résultats permettent de croire à une utilisation clinique de l'algorithme.

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External beam radiotherapy is used to treat patients with prostate cancer. For the treatment to be effective, the radiation must be targeted very precisely to the tumor in order to deposit the radiation dose exactly in the target volume and to avoid healthy tissues and organs at risk. Portal images obtained during treatment can be used for this purpose. To properly locate the prostate, 3 radiopaque markers are inserted into it. This work carried out in collaboration with the Medical Physics Laboratory of the Hôtel-Dieu de Québec made it possible to design an algorithm for the automatic detection of these 3 markers in portal images.

This detection looks for attenuations left by markers. These attenuations have the characteristic shape of a parabola. The constellation of these markers is used for detection. Finally, a neural network validates the detection to increase the reliability of the algorithm.

Preliminary results on 325 clinical images gave a detection rate of 96% for AP/PA fields, 94% for oblique fields and 63% for lateral fields. Validation by the neural network allows bad detections to pass at 1% for AP/PA fields, 3% for oblique fields and 2% for lateral fields. These results suggest a clinical use of the algorithm.