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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/42392
Tipo: Tese
Título: Da predição à precisão: aprendizado de máquina e mapeamento dosimétrico para mucosite oral em câncer de cabeça e pescoço
Título(s) alternativo(s): From prediction to precision: machine learning and dosimetric insights into oral mucositis in head and neck cancer
Autor(es): Fontes, Elisa Kauark
Primeiro Orientador: Ramalho, Luciana Maria Pedreira
metadata.dc.contributor.referee1: Ramalho, Luciana Maria Pedreira
metadata.dc.contributor.referee2: Neves, Frederico Sampaio
metadata.dc.contributor.referee3: Araújo, Anna Luiza Damaceno
metadata.dc.contributor.referee4: Bruno, Julia Stephanie
metadata.dc.contributor.referee5: Viana, Patrícia Alcântara
Resumo: A mucosite oral (MO) é uma toxicidade frequente da radioterapia (RT) para câncer de cabeça e pescoço, resultante da interação complexa de múltiplos fatores de risco. Há forte evidência de que a dose de RT é um dos principais contribuintes para seu desenvolvimento. Uma análise detalhada da relação dose-resposta em órgãos de risco (OARs) pode auxiliar na definição de restrições de dose para reduzir toxicidades. Além disso, o aprendizado de máquina (ML) surge como uma abordagem promissora ao integrar fatores dosimétricos e não dosimétricos para uma avaliação de risco mais abrangente. Este estudo avaliou a previsão de risco de MO por ML e investigou o impacto da distribuição de dose na sua ocorrência, identificando possíveis OARs para MO. Inicialmente, a performance de ML foi testada para predizer risco de MO usando estratégia de validação cruzada com base em dois conjuntos de dados: um completo e outro com seleção de variáveis. A análise comparativa mostrou que apenas a versão com seleção de variáveis apresentou resultados relevantes, com o algoritmo K-Nearest Neighbors alcançando 64% de precisão, 58% de sensibilidade e 68% de especificidade. Na segunda etapa, foram analisados dados dosimétricos de 57 pacientes. Potenciais OARs para MO foram identificados e histogramas dose-volume gerados para comparar Dmed e Dmax com a incidência de MO. Diferenças dosimétricas significativas foram observadas em todos os OARs, exceto no lábio superior. O ponto de corte para a língua oral foi Dmed ≥48,4 Gy (92% precisão, 96% especificidade, 78% sensibilidade). Além disso, cada aumento de 1 Gy na dose aos OARs elevou o risco de MO em 1%. Esses achados reforçam a necessidade de um delineamento padronizado dos OARs para otimizar o planejamento da RT e reduzir a incidência de MO.
Abstract: Oral mucositis (OM) is a common side effect of head and neck radiotherapy (RT), resulting from a complex interplay of multiple risk factors. Strong evidence identifies RT dose as a key contributor to OM development. A detailed dose-response analysis of individual organs at risk (OARs) may help establish dose constraints to improve patient outcomes. Additionally, machine learning (ML) offers a promising approach by integrating both dosimetric and non-dosimetric factors for a more comprehensive risk assessment. This study aimed to assess OM risk prediction using ML and investigate the impact of dose distribution on OM development, identifying potential OARs related to OM. In the first study, an ML performance was tested to predict MO risk using a cross-validation strategy based on two dataset versions: one with all features and another with feature selection. Comparative analysis showed no relevant results with the full dataset, while feature selection improved performance, with the K-Nearest Neighbors algorithm achieving 64% accuracy, 58% sensitivity, and 68% specificity. The second study involved a dosimetric analysis of 57 head and neck cancer patients. Potential OARs for OM were identified, and dose-volume histograms were generated for OM onset and the final RT session, comparing Dmean and Dmax with OM incidence and distribution. Significant dosimetric differences were observed across all OARs except the upper lip. A Dmean cutoff of 48.4 Gy for the oral tongue was identified (92% accuracy, 96% specificity, 78% sensitivity). Additionally, each incremental 1 Gy increase in dose to the OARs was associated with a 1% higher risk of OM. These findings highlight the need for standardized OAR delineation to optimize RT planning and reduce OM incidence.
Palavras-chave: Mucosite
Radioterapia
Neoplasias de Cabeça e Pescoço
Inteligência artificial
Dosimetria
CNPq: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::ODONTOLOGIA::CLINICA ODONTOLOGICA
CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::MEDICINA::ANATOMIA PATOLOGICA E PATOLOGIA CLINICA
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal da Bahia
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: Faculdade de Odontologia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Odontologia e Saúde 
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/42392
Data do documento: 9-Mai-2025
Aparece nas coleções:Tese (POSDONTO)

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