Cálculo de perfiles de decaimiento de boro en sangre utilizando una red de Kohonen capaz de procesar vectores incompletos

ALEJANDRO G. GARCÍA REIRIZ; JORGE F. MAGALLANES; JURE ZUPAN; SARA LIBERMAN

Santa Fe

Congreso; 6º Congreso Argentino de Química Analítica; 2011

Asociación Argentina de Química Analítica

ste trabajo propone un nuevo método basado en redes neuronales de Kohonen para la predicción de los perfiles de decaimiento de p-borofenilalanina (BPA) en sangre durante el tratamiento de la Terapia de Captura de Neutrones por Boro (BNCT). Se describen y discuten los resultados de un modelo de red de Kohonen (20×20×40) entrenado con un conjunto de datos de 64 perfiles de concentración extraídos de los estudios previos publicados. La dosis de radiación en un tumor y en el tejido sano en pacientes de BNCT se regula de acuerdo a la concentración de boro en sangre. En la mayoría de los tratamientos esta concentración es determinada experimentalmente antes y después de la irradiación, pero no durante el periodo de irradiación ya que muy complejo tomar muestras de sangre mientras el paciente permanece aislado en la sala de irradiación. Actualmente sólo hay disponibles unos pocos modelos que utilizan una función de decaimiento biexponencial para predecir el perfil de boro durante este periodo. Para que los datos sean comparables entre ellos, se tuvieron que interpolar los perfiles de concentración en 40 puntos a intervalos de 10 minutos entre 10 y 400 minutos, ya que todos los perfiles tienen concentración cero a tiempo cero. Se probó la habilidad de predicción y la robustez del modelo por el procedimiento de leave-one-out. Esto significa que se entrenó una red cada vez con un grupo de 63 perfiles, dejando fuera del procedimiento de entrenamiento un perfil de concentración y luego se calculó el error de predicción del perfil omitido. Los resultados muestran que el método es muy robusto y más independiente ante pequeñas variaciones experimentales. Para resaltar las ventajas y desventajas del método se discutieron en detalle los mejores y peores resultados. La concentración de boro medida luego de finalizada la irradiación del paciente, permitió reconstruir el perfil de decaimiento de boro retrospectivamente. El ajuste retrospectivo de la curva predicha con los datos experimentales mostró una incertidumbre menor que la función biexponencial. Se debe destacar que este método posee la ventaja adicional de que al incrementar el número de datos incluidos en el modelo se mejora automáticamente la capacidad de predicción y la robustez del mismo.