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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.59.2019.tde-27092021-162825
Document
Auteur
Nom complet
Ignacio Agustín Verdugo Naranjo
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Ribeirão Preto, 2019
Directeur
Jury
Pavoni, Juliana Fernandes (Président)
Arruda, Gustavo Viani
Bachmann, Luciano
Pina, Diana Rodrigues de
Titre en anglais
Quantification of radiodermatitis through image processin
Mots-clés en anglais
Image processing
Radiodermatitis
Radiotherapy
Resumé en anglais
Radiodermatitis is an ionizing radiation acute reaction of the skin. The appearance of the lesion presents a red visual appearance known as erythema, caused by an increase in subpapillary vascular plexus blood volume. Erythema rating is currently done qualitatively using the "RTOG / EORTC Late Radiation Morbidity Scoring Schema." At present, there is no quantitative method to assess the degree of injury that is affecting the skin throughout Breast Cancer therapy used in the clinical setting. This study proposes a novel method using digital, polarized light images to evaluate erythema. After the approval of the Research and Ethical Committee of the University of São Paulo, 23 breast cancer patients (>18 years old) were randomly chosen with different skin colour, TUMOUR types, surgery history, treatment type, and were followed up throughout their treatments. Circularly polarized light digital images of the patients were taken along the treatment. For each visit day, eight pictures were taken in 2 different positions (frontal and lateral) in different setups. Image registration between images of different days, for the same patients, was done using anatomical regions, skins marks, and tattoos in the border of the treatment field. The ROIs chosen for RGB colour-space analysis were the ones that reached at least grade 1 during treatment. To decrease the effect flash illumination variations from day to day, image intensities were normalized by the average intensity of a white stripe added outside the treatment area near the ROI. Each erythema was independently evaluated by physicians using the RTOG schema so that it could to test and validate the image method under development. For analysis, different groups were analysed: white ,brown skin, and dark skin. All three groups included hypofractionated vs. conventional treatment. All groups included patients with radiodermatitis grade 0, 1 and 2. It was verified that the RGB normalized intensities decrease as the radiodermatitis grade increases and that brown skin presents a more pronounced decrease. The most sensitive channel to radiodermatitis grade was the green one. The most statistically significant sensitivity in the image method was found in the differentiation between radiodermatitis grade 0 and 1 for the white and brown skin patients. The present study demonstrated a novel approach to evaluate radiodermatitis quantitatively. Despite similar past attempts in the literature, they all lack in the number of patients and the diversity of patients. This work presented a simple methodology that has to be further developed as an objective radiodermatitis quantification methodology to help the physician practice.
Titre en portugais
Quantificação de radiodermatite através do processamento de imagens
Mots-clés en portugais
Processamento de imagens
Radiodermite
Radioterapia
Resumé en portugais
A radiodermatite é uma reação aguda da radiação ionizante da pele. A aparência da lesão apresenta uma aparência visual vermelha conhecida como eritema, causada por um aumento no volume sanguíneo do plexo vascular subpapilar. Atualmente, a classificação de eritema é feita qualitativamente usando o "Esquema de pontuação de morbidade por radiação tardia do RTOG / EORTC". Atualmente, não existe um método quantitativo para avaliar o grau de lesão que está afetando a pele ao longo da terapia do Câncer de Mama usada no cenário clínico. Este estudo propõe um novo método usando imagens digitais de luz polarizada para avaliar o eritema. Após a aprovação do Comitê de Ética e Pesquisa da Universidade de São Paulo, 23 pacientes com câncer de mama (> 18 anos) foram escolhidos aleatoriamente, com diferentes tipos de pele, tipos de TUMOUR, história de cirurgia, tipo de tratamento e acompanhados durante seus tratamentos. . Imagens digitais de luz polarizada circularmente dos pacientes foram tiradas ao longo do tratamento. Para cada dia de visita, oito fotos foram tiradas em duas posições diferentes (frontal e lateral) em diferentes configurações. O registro de imagem entre imagens de diferentes dias, para os mesmos pacientes, foi feito utilizando regiões anatômicas, marcas de peles e tatuagens na borda do campo de tratamento. Os ROIs escolhidos para análise de espaço de cor RGB foram os que atingiram pelo menos o grau 1 durante o tratamento. Para diminuir as variações do efeito flash de iluminação do dia para dia, as intensidades de imagem foram normalizadas pela intensidade média de uma faixa branca adicionada fora da área de tratamento perto da ROI. Cada eritema foi avaliado independentemente por médicos usando o esquema RTOG para testar e validar o método de imagem em desenvolvimento. Para análise, foram analisados diferentes grupos: branco, pele morena e pele escura. Todos os três grupos incluíram tratamento hipofracionado vs. convencional. Todos os grupos incluíram pacientes com radiodermatite grau 0, 1 e 2. Verificou-se que as intensidades normalizadas RGB diminuem à medida que o grau de radiodermatite aumenta e a pele morena apresenta uma diminuição mais acentuada. O canal mais sensível ao grau de radiodermatite foi o verde. A sensibilidade estatisticamente mais significativa no método de imagem foi encontrada na diferenciação entre radiodermatite grau 0 e 1 para os pacientes de pele branca e parda. O presente estudo demonstrou uma nova abordagem para avaliar quantitativamente a radiodermatite. Apesar de tentativas anteriores semelhantes na literatura, todas elas carecem do número de pacientes e da diversidade de pacientes. Este trabalho apresentou uma metodologia simples que deve ser desenvolvida como metodologia objetiva de quantificação de radiodermatites para auxiliar a prática do médico.
 
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IgnacioVerdugo.pdf (1.88 Mbytes)
Date de Publication
2021-10-06
 
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