Structural MRI radiomic analysis for differential diagnosis of radiation injury and true progression after stereotactic radiotherapy of brain metastases
Project goals
Stereotactic radiotherapy (SRT) is current standard of care for brain oligometastases. SRT is characterized by a high dose delivered in less than five fractions and with a steep dose gradient to surrounding healthy brain tissue. However, follow-up MRI is often ambiguous due to the frequent presence of treatment-related changes as is radiation necrosis or pseudoprogression. Importantly, a valid assessment of local control is essential for indication of further systemic therapy as is modern targeted therapy or immunotherapy. The practice of medicine is changing with the development of new Artificial Intelligence methods of machine learning. Nowadays, radiology, as well as radiotherapy, strongly relies on the help of computers, especially when dealing with large 3D image data. Finding important image content that is often hidden to the naked eye is called radiomics, which means extraction of image or object features (descriptors) that quantitatively characterize the image or its parts in mathematical terms. In conclusion, it is reasonably assumed that there will be a significant increase of incidence of patients with brain metastases indicated to SRT. Exact and valid evaluation of follow-up MRI after targeted SRT represents an unmet clinical need which is increasingly important for the individual patient in respect to increasing possibilities of modern systemic treatment of disseminated disease. Moreover, due to the limited availability of advanced MRI or PET/CT methods for brain imaging for further imaging of equivocal findings on standard contrast enhanced structural MRI, the development of other approaches is recommended. The aim of presented study is to develop a radiomic model for the evaluation of contrast enhanced structural brain MRI after SRT of brain metastases in terms of differential diagnosis of radiotherapy-related changes and true progression in order to increase sensitivity and specificity of MRI evaluation.
Keywords
mozkové metastázybrain metastasesrecurrenceradiomicsradiomikapseudoprogresepseudoprogressionrecidivastereotaktická radioterapiestereotactic radiotherapy
Public support
Provider
Ministry of Health
Programme
—
Call for proposals
SMZ0202200001
Main participants
Masarykův onkologický ústav
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
NU22-03-00159
Alternative language
Project name in Czech
Radiomická analýza strukturální magnetické rezonance v diferenciální diagnostice poradiačních změn a skutečné progrese po cílené stereotaktické radioterapii mozkových metastáz
Annotation in Czech
Stereotaktická radioterapie (SRT) je současným standardem péče o mozkové oligometastázy. Léčba je charakterizována vysokou dávkou cílenou na metastázy, která je aplikována v méně než pěti frakcích se strmým dávkovým gradientem do okolní zdravé mozkové tkáně. Následné hodnocení MRI je však často nejednoznačné kvůli časté přítomnosti změn souvisejících s léčbou, jako je poradiační nekróza nebo pseudoprogrese. Validní hodnocení lokální kontroly je přitom zásadní pro možnost indikace další systémové terapie, stejně jako moderní cílená léčba nebo imunoterapie. Lékařská praxe se mění s vývojem nových metod umělé inteligence, respektive strojového učení. V dnešní době se radiologie stejně jako radioterapie silně spoléhá na pomoc počítačů, zejména při analýze velkých 3D obrazových dat. Hledání důležitého obrazového obsahu, který je často skrytý při pohledu pouhým okem, se nazývá radiomics, což znamená extrakci obrazových nebo objektových prvků (deskriptorů), které kvantitativně charakterizují obraz nebo jeho části z matematického hlediska. Možno shrnout, že lze důvodně předpokládat nárůst pacientů s mozkovými metastázami indikovaných k SRT. Validní vyhodnocení následné MRI po cílené SRT představuje nenaplněnou výzvu (unmet clinical need), která je pro jednotlivého pacienta stále důležitější s ohledem na zvyšující se možnosti moderní systémové léčby diseminovaného onemocnění, kdy je lokální intrakraniální kontrola častou podmínkou indikace této léčby. Navíc lze vzhledem k omezené dostupnosti nástavbových metod MRI nebo PET / CT pro další zobrazování nejednoznačných nálezů na standardní kontrastní strukturální MRI předpokládat nutnost vývoj jiných alternativních přístupů. Cílem předkládaného projektu je vyvinout radiomický model pro hodnocení kontrastní magnetické rezonance mozku po SRT mozkových metastáz za účelem zvýšení senzitivity a specificity hodnocení MR v rámci diferenciální diagnostiky změn souvisejících s radioterapií a skutečné progrese.
Scientific branches
R&D category
AP - Applied research
OECD FORD - main branch
30204 - Oncology
OECD FORD - secondary branch
10201 - Computer sciences, information science, bioinformathics (hardware development to be 2.2, social aspect to be 5.8)
OECD FORD - another secondary branch
—
AF - Documentation, librarianship, work with information
BC - Theory and management systems
BD - Information theory
FD - Oncology and haematology
IN - Informatics
Solution timeline
Realization period - beginning
May 1, 2022
Realization period - end
Dec 31, 2025
Project status
K - Ending multi-year project
Latest support payment
Apr 12, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-MZ0-NU-R
Data delivery date
Mar 12, 2025
Finance
Total approved costs
7,016 thou. CZK
Public financial support
7,016 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
7 016 CZK thou.
Public support
7 016 CZK thou.
100%
Provider
Ministry of Health
OECD FORD
Oncology
Solution period
01. 05. 2022 - 31. 12. 2025