Análisis de texturas de imágenes PET/TC para la caracterización, cuantificación y ayuda en el diagnóstico del cáncer de mama

Abstract

[ES] Una de las características más comunes que presentan los tumores cancerígenos es la falta de oxígeno o hipoxia, la cual contribuye de manera directa a su proliferación y metástasis, además de disminuir su sensibilidad a tratamientos comunes, tales como la radioterapia. A partir de la evaluación y del desarrollo de la hipoxia en el microentorno del tumor se podrían obtener parámetros de medida de interés para la caracterización y planificación de terapias personalizadas contra el cáncer. El principal radiofármaco utilizado en imagen para la evaluación y cuantificación de la hipoxia es el 18F-misonidazol. Esta sustancia radiactiva se une a moléculas grandes de las células cancerosas con una concentración baja de oxígeno, de forma que, la radiación que emite se puede detectar mediante tomografía por emisión de positrones (PET). Con el objetivo de obtener una mayor cantidad de información, en este estudio se van a utilizar imágenes corregistradas PET/TC, las cuales proporcionan diagnósticos más exactos al disponer de información más precisa. Para la caracterización de la lesión, en este estudio centrado en cáncer de mama, se va a utilizar un biomarcador de análisis de texturas, específicamente diseñado para medir la agresividad tumoral que ofrece información cuantitativa de aspectos subjetivos, principalmente la heterogeneidad de las imágenes, debida por ejemplo a una elevada proliferación vascular, necrosis, etc. Considerándose este aspecto esencial en los tumores, sobre todo en los más agresivos, el uso de esta aplicación es fundamental, ya que con una correcta medida de la heterogeneidad se puede ayudar a la caracterización de estos tumores y a la determinación del pronósticos de los pacientes. Este trabajo ha sido propuesto y realizado en la empresa Quibim, la cual ha proporcionado las interfaces gráficas necesarias para la visualización y segmentación de las imágenes PET/TC y el biomarcador de análisis de texturas utilizado en el postprocesado sobre MatLab. Las imágenes corregistradas han sido facilitadas por el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), que, en colaboración con Quibim, tiene el objetivo de valorar el uso del radiofármaco misonidazol en predicción, diagnóstico y tratamiento en pacientes con cáncer de mama.

[EN] One of the most common features of cancerous tumour is oxygen deficiency or hypoxia, which directly affects their proliferation and metastases and, moreover, decreases their sensitivity to the effects of medical treatments, such as radiation therapy. Based on the evaluation and development of hypoxia in the microenvironment of the tumour, measurement parameters could be obtained for the characterization and planning of personalized therapies against cancer. The main radiopharmaceutical used in imaging for the evaluation and quantification of hypoxia is 18F-Misonidazole. This radioactive drug binds to big molecules in cancer cells with oxygen deficiency, so, the radiation it emits can be detected by Positron Emission Tomography (PET). In order to obtain a greater amount of information, corregistered PET/CT will be used in this study, which provide more exact diagnostics when more accurate information is available. A texture analysis biomarker has been used to characterize the lesion in breast cancer, which has been designed to measure tumour aggressiveness that provides quantitative information on subjective aspects, mainly the heterogeneity in the images, due to, for example, high vascular proliferation, necrosis, etc. Considering this essential aspect in tumours, especially in the most aggressive ones, the use of this application is fundamental, because a correct measurement of heterogeneity can help in characterizing these tumours and in determining the prognosis of patients. This paper has been proposed and carried out in the Quibim company, which has provided the necessary graphical interfaces for the visualization and segmentation of PET/CT images and, the texture analysis biomarker used in the postprocessing on MatLab. The corregistered images have been provided by the National Center for Oncology Research (CNIO), which, in collaboration with Quibim, aims for the evaluation of the use of misonidazole in prediction, diagnosis and treatment in breast cancer patients.