Personalized dosimetry for liver cancer radioembolization using fluid dynamics simulation

使用流体动力学模拟进行肝癌放射栓塞的个性化剂量测定

基本信息

  • 批准号:
    9899967
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 16.71万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-04-01 至 2022-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary/ Abstract Liver cancer is one of the leading causes of cancer deaths with rising incidence in the U.S and worldwide. Yttrium-90 microspheres radioembolization, or Selective Internal Radiation Therapy (SIRT), is a treatment in which a catheter inserted in the patient's hepatic artery delivers radioactive 90Y microspheres to the liver. It is increasingly utilized to treat patients with unresectable liver tumors in second or third line, but some of its potential to improve overall survival is still untapped. The major obstacle in making SIRT more efficient is the treatment planning. It consists in selecting the 90Y activity to inject based on the estimated dose to the tumor and organs-at-risk. The problem is that the dose calculation is highly unreliable and does not include important parameters, such as well-known non-uniformities or the injection point. As a result, physicians often choose very conservative dosage to limit toxicity at the expense of the tumor(s) dose, which drastically reduces SIRT efficacy. The objective of this project is to develop accurate patient-specific dosimetry for SIRT planning. We propose a novel method combining computational fluid dynamics (CFD) to simulate the 90Y microsphere 3D distribution and 90Y physics modeling to predict the absorbed dose. The central and novel approach is to carry out the CFD simulations for each patient's hepatic arterial tree to achieve high accuracy and precision, because anatomical features determining the microsphere distribution present wide variations across the patient population and prohibit the use of generic models. This novel CFD-based dosimetry will be the first comprehensive tool to integrate (1) the hepatic arterial tree extracted from the patient's standard-of-care angiogram, (2) CFD simulation in this hepatic arterial tree to predict and optimize the microsphere distribution, (3) calculation of the absorbed dose with 90Y physics modeling. Our long-term goal is developing a tool that can be integrated in clinical workflow to optimize the quantity and injection point of 90Y microspheres during SIRT planning. To this end, we will pursue two specific aims. (1) We will develop the CFD model and dose calculation using a pig model for validation; (2) we will develop a deep learning approach to simultaneously segment the hepatic artery from the standard-of-care patient angiograms and conduct a morphometric study of the obtained hepatic arterial trees to identify the principal parameters affecting the model. If successful, this project will generate a reliable, patient-specific dosimetry for SIRT providing a comprehensive calculation of the absorbed dose in individual lesions as well as in the healthy liver. This will enable high precision treatment planning to better treat the tumors with a “dose-painting” approach and ultimately improve long-term patient outcome.
项目摘要/摘要 肝癌是癌症死亡的主要原因之一,在美国和世界各地的发病率上升。 YTTrium-90微球放射栓塞或选择性内部放射疗法(SIRT)是一种特征 导管将其插入患者的肝动脉deliovers放射性90年微球到肝脏。 越来越多地用于治疗第二或第三行中无法切除的肝肿瘤的患者,但其中一些 提高整体生存的潜力仍未开发。 治疗计划。 和危险的器官。 重要的参数,例如众所周知的非均匀性或注射点。 通常选择非常非常保守的剂量以将tomit tomit限制为肿瘤剂量的费用 降低了SIRT功效。 该项目的目的是为我们提出的SIRT计划开发精确的患者特定剂量法 一种结合计算流体动力学(CFD)的新方法来模拟90y微球3D 分布和90年的物理模型预测吸收剂量。 为每位患者的肝脏人工树进行CFD模拟,以实现高精度和精确度, 因为确定微球分布的解剖学特征遍布您 患者人群并禁止使用这种新型CFD的剂量。 整合(1)从患者护理标准中提取的肝动脉树的综合工具 Angiagne,(2)CFD模拟在此肝脏人工树中,以预测和优化微球分布, (3)用90年物理建模的吸收剂量计算。 可以集成在临床工作流程中,以优化90y微球的数量和注入点 SIRT计划。 使用猪模型进行val瓣计算; 段来自护理标准患者血管造影研究的肝动脉研究 在获得的肝动脉树中,以识别影响模型的主要参数。 如果成功,该项目将产生一个可靠的,特定于患者的剂量计堡 全面计算单个病变和健康肝脏中吸收剂量的计算。 以“剂量绘制”方法和 最终改善了长TTM患者的结果。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Realistic boundary conditions in SimVascular through inlet catheter modeling.
  • DOI:
    10.1186/s13104-021-05631-7
  • 发表时间:
    2021-05-31
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Taebi A;Berk S;Roncali E
  • 通讯作者:
    Roncali E
Computational Modeling of the Liver Arterial Blood Flow for Microsphere Therapy: Effect of Boundary Conditions.
  • DOI:
    10.3390/bioengineering7030064
  • 发表时间:
    2020-06-29
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Taebi A;Pillai RM;Roudsari BS;Vu CT;Roncali E
  • 通讯作者:
    Roncali E
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Emilie Roncali其他文献

Emilie Roncali的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Emilie Roncali', 18)}}的其他基金

AI-accelerated optical simulation for fast timing nuclear imaging
用于快速核成像的人工智能加速光学模拟
  • 批准号:
    10744626
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 16.71万
  • 项目类别:
Improved optical Monte Carlo simulation through standardization, robustness, and training
通过标准化、鲁棒性和训练改进光学蒙特卡罗模拟
  • 批准号:
    10584410
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 16.71万
  • 项目类别:
New optical Monte Carlo simulation tools for nuclear medicine
用于核医学的新型光学蒙特卡罗模拟工具
  • 批准号:
    10307574
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 16.71万
  • 项目类别:
New optical Monte Carlo simulation tools for nuclear medicine
用于核医学的新型光学蒙特卡罗模拟工具
  • 批准号:
    10058840
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 16.71万
  • 项目类别:

相似国自然基金

90Y联合Flt3L作为原位疫苗联合ICIs治疗HBV相关HCC机制研究
  • 批准号:
    82372067
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
多功能90Y微球的构建及其在肝癌放射栓塞降期治疗中的应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
20世纪90年代以来西太平洋暖池扩张与ENSO型态变异关系的研究
  • 批准号:
    41676007
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    68.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
对流层高层海陆热力差异对20世纪90年代末东亚夏季风及中国夏季降水年代际变化的影响研究
  • 批准号:
    41405071
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Selective Radionuclide Delivery for Precise Bone Marrow Niche Alterations
选择性放射性核素输送以实现精确的骨髓生态位改变
  • 批准号:
    10727237
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 16.71万
  • 项目类别:
Dose-Response in Radionuclide Therapy
放射性核素治疗的剂量反应
  • 批准号:
    8325044
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 16.71万
  • 项目类别:
Dose-Response in Radionuclide Therapy
放射性核素治疗的剂量反应
  • 批准号:
    8519640
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 16.71万
  • 项目类别:
Dose-Response in Radionuclide Therapy
放射性核素治疗的剂量反应
  • 批准号:
    8184649
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 16.71万
  • 项目类别:
Dose-Response in Radionuclide Therapy
放射性核素治疗的剂量反应
  • 批准号:
    8484359
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 16.71万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了