Summary
פרוטוקול זה מתאר סדרה של כלים אוטומטיים המיועדים לרדיותרפיה, עיצוב אוטומטי ותכנון אוטומטי באיכות גבוהה, הארוזים לשירות מבוסס אינטרנט כדי למקסם את החוסן והמדרגיות תוך מזעור עלויות התפעול.
Abstract
הגישה להקרנות ברחבי העולם מוגבלת. Radiation Planning Assistant (RPA) הוא כלי אוטומטי לחלוטין, מבוסס אינטרנט, המפותח כדי להציע כלים אוטומטיים לחלוטין לתכנון טיפול ברדיותרפיה למרפאות עם משאבים מוגבלים. המטרה היא לעזור לצוותים קליניים להגדיל את מאמציהם, ובכך להגיע ליותר חולים עם סרטן. המשתמש מתחבר ל- RPA באמצעות דף אינטרנט, משלים בקשת שירות (מרשם ומידע על מטרות ההקרנות), ומעלה את ערכת תמונות ה- CT של המטופל. ה-RPA מציע שתי גישות לתכנון אוטומטי. בתכנון חד-שלבי, המערכת משתמשת בבקשת השירות ובסריקת CT כדי ליצור באופן אוטומטי את קווי המתאר ותוכנית הטיפול הדרושים. בתכנון דו-שלבי, המשתמש סוקר ועורך את קווי המתאר שנוצרו באופן אוטומטי לפני שה-RPA ממשיך ליצור תוכנית טיפול בקשת מווסתת נפח. התוכנית הסופית יורדת מאתר RPA ומיובאת למערכת תכנון הטיפול המקומית של המשתמש, שם המינון מחושב מחדש עבור הלינק שהוזמן באופן מקומי; במידת הצורך, התוכנית נערכת לפני אישור לשימוש קליני.
Introduction
המספר העולמי של מקרי סרטן צפוי לגדול לכ -24.6 מיליון עד 2030, עם הנטל הגדול ביותר במדינות בעלות הכנסה נמוכה ובינונית (LMICs)1. רדיותרפיה היא טיפול חסכוני, מרפא ופליאטיבי לסרטן, המספק יתרונות לכ -50% מהחולים עם סרטן ול -60-70% במדינות בעלות הכנסה נמוכה שבהן חולים נוטים יותר להציג בשלב מאוחר 2,3. עם זאת, הגישה להקרנות ברחבי העולם מוגבלת4; לדוגמה, לאף מדינה באפריקה אין את יכולת הרדיותרפיה לענות על הצורך המשוער שלהם5. מספר מחקרים העריכו את המחסור הממשמש ובא ומה יידרש כדי לענות על הצרכים הבאים 6,7.
הוועדה האונקולוגית של Lancet העלתה את הטיעון המשכנע שהשקעה בשיפור יכולת ההקרנות לא רק תציל חיים, אלא גם תביא תועלת כלכלית חיובית3. הם גם ציינו באופן ספציפי כי אוטומציה של עיצוב רדיותרפיה ותכנון טיפול עשויה לסייע לצוותים קליניים להגדיל את מאמציהם על ידי צמצום משמעותי של הזמן המושקע במשימות אלה על ידי אונקולוגים ופיזיקאים, בהתאמה, מה שהופך את המטרות להשגה יותר.
קבוצת המחקר שלנו עובדת בשיתוף פעולה עם צוותים קליניים ב- MD Anderson ובבתי חולים ברחבי העולם כדי לפתח כלים אוטומטיים מבוססי אינטרנט. חבילת כלים זו (הנקראת RPA) מספקת קווי מתאר מבוססי בינה מלאכותית (המתאר גידולים ואיברים סמוכים בסריקות CT) ותכנון טיפול בהקרנות (המגדיר בדיוק כיצד מועברת הקרינה). פלטפורמה מבוססת אינטרנט זו מציעה את היתרון של זמן ומשאבים מופחתים הדרושים להכנת תוכניות באיכות גבוהה עבור כל מטופל.
הניסיון שלנו עם גרסה מוקדמת של כלי מבוסס בינה מלאכותית ב- MD Anderson הראה כי קווי מתאר אוטומטיים יכולים לחסוך עד שעתיים לכל מטופל - ייעול משמעותי של זרימת העבודה. משמעות הדבר היא כי הצוות הקליני הנוכחי יוכל להגדיל את מאמציו, ולטפל ביותר חולים עם הקרנות באיכות גבוהה יותר. על ידי הצעת כלים אלה באמצעות שירות אוטומטי לחלוטין מבוסס אינטרנט (Radiation Planning Assistant [RPA], RPA.mdanderson.org), אנו יכולים למזער את העלות למטופלים ולספקים ולמקסם את טווח ההגעה של כלי זה.
אנו מפתחים את RPA מזה 6 שנים, ומספר שינויים משמעותיים נעשו מאז פרסמנו לראשונה על תהליכי העבודה של RPA8. אלה כוללים פיתוח RPA לכלי מבוסס אינטרנט, ובכך להפחית את העלויות הכרוכות בהתקנה ותחזוקה, ולשפר את החוסן של המערכת. שיפורים נוספים כוללים שינויים בממשקי המשתמש כדי לשפר את השימושיות ולהפחית את הסיכון לשגיאה9 והרחבת אפשרויות הטיפול (בפרט, תכנון הקרנות לשד 10 לאחר כריתת שד10 וגרורות למוח11). לפיכך, הפרוטוקול המתואר כאן מתקדם משמעותית מהגרסה הראשונית שפורסמה בעבר.
RPA משתמש בתהליך חד שלבי כדי ליצור קווי מתאר ותוכניות במצבים שבהם עריכה של קווי המתאר אינה נחוצה בדרך כלל כדי ליצור את תוכנית הטיפול. זה כולל תכנון טיפול בקופסה בת ארבעה שדות לסרטן צוואר הרחם (בהתבסס על ציוני דרך גרמיים או קווי מתאר של רקמות רכות שנוצרו באופן אוטומטי)12,13,14,15, שדות משיקים או סופרקלאביקולריים לסרטן שד לאחר כריתת שד11, ושדות צדדיים לעומת טיפולים לכל המוח16. בעתיד הקרוב אנו צפויים להוסיף טיפולים קרניוספינליים לסרטן ילדים17, טיפולים תלת-תחומיים לסרטן פי הטבעת18, ותכנון טיפול במקרים פליאטיביים שונים (גופי חוליות, ירכיים וצלעות)19, וכן לסרטן הריאה ושלפוחית השתן. כיום, טיפולים מתקדמים יותר, במיוחד טיפול בקשת מווסתת נפח (VMAT), דורשים תהליך דו-שלבי שבו קווי מתאר שנוצרו באופן אוטומטי נערכים לפני תכנון הטיפול13,20. עם זאת, האיכות של עיצוב אוטומטי מבוסס למידה עמוקה היא כזו שאנו מצפים לשנות גישות תכנון אלה לתהליך חד שלבי בעתיד. פרוטוקול זה מתמקד בתכנון חד-שלבי.
איור 1 מציג את זרימת העבודה הכוללת ליצירת תוכנית טיפול בהקרנות באמצעות RPA, עם פרטים נוספים על המשימות השונות המוצגות בטבלה 1. לסיכום, RPA דורש בקשת שירות מלאה (הכוללת מידע כגון מרשם מינון וגישה טיפולית) וסריקת CT אישית של המטופל. בקשת השירות חייבת להתקבל על ידי אונקולוג קרינה. סריקת ה- CT חייבת להתקבל על ידי משתמש קליני כדי להבטיח שחישובי ה- RPA מבוצעים בסריקת ה- CT הנכונה. לאחר שה-RPA יצר תוכנית, יש להוריד אותה מאתר RPA ולייבא אותה למערכת תכנון הטיפול של המשתמש, שם יש לחשב מחדש את המינון. זה הכרחי מכיוון שה- RPA מחשב תוכניות על קורות סטנדרטיות (זמינות עבור מספר דגמי לינאק), אשר עשויות שלא להתאים בדיוק למאפייני הקרן של הלינאק המקומי. גישה זו ננקטה כדי להפחית עלויות, אם כי ייתכן שיהיה צורך בהתאמה אישית אם הקורות המקומיות שונות באופן משמעותי מהקורות הסטנדרטיות שלנו. המשתמשים (מתכנן טיפול ואונקולוג קרינה) רשאים לבצע עריכות בתכנית. לאחר מכן התוכנית נכנסת לזרימת העבודה הקלינית הטיפוסית של המשתמש, כולל בדיקות אבטחת איכות מקומיות. לבסוף, על המשתמש להעלות את התוכנית הסופית (המחושבת והערוכה) שלו לאתר סל"ע, שם מתבצעת השוואה אוטומטית בין התוכנית הסופית לתוכנית סל"ע. זוהי בדיקה שימושית של תקינות הנתונים בזרימת העבודה הכוללת.
איור 1: זרימת העבודה של תהליך תכנון הטיפול האוטומטי. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
| משימה # באיור 1 | תיאור המשימה | מקום | |||
| סקור את מצבם של מטופלים בעבר | לוח מחוונים ראשי | ||||
| 1 | מילוי בקשת שירות באתר האינטרנט של RPA | לוח מחוונים של בקשות שירות | |||
| 2 | העלאת בדיקת CT לאתר RPA | לוח מחוונים לסריקת CT | |||
| 3 | בדוק את מצב המטופל | לוח מחוונים ראשי | |||
| סקירה והורדה של תוכנית RPA | לוח מחוונים ראשי | ||||
| 4 | ייבא את התוכנית לתב"ע של המשתמש, חשב מחדש את המינון ובצע עריכות לפי הצורך | תב"ע מקומית | |||
| 5, 6 | העלאת התוכנית הסופית לאתר סל"ע | לוח מחוונים להשוואת תוכניות | |||
| סקור את ההשוואה האוטומטית בין התוכנית הסופית לתוכנית RPA | לוח מחוונים להשוואת תוכניות | ||||
| - | התוכנית נכנסת לזרימת העבודה הקלינית השגרתית של המשתמש, כולל אבטחת איכות שוטפת | התוכנה של המשתמש עצמו | |||
טבלה 1: מבט כולל על המשימות הכרוכות ביצירת תוכנית RPA באמצעות זרימת העבודה של שלב אחד. תב"ע מקומית: מערכת תכנון הטיפול של המשתמש.
כתב יד זה מתאר תהליך עבודה חד-שלבי זה עבור RPA ומציג כמה תוצאות לדוגמה של פלט תהליך תכנון הטיפול. נכון לעכשיו, גישות התכנון הבאות משתמשות בזרימת עבודה חד-שלבית זו: i) תוכניות טיפול בקופסה בת ארבעה שדות לחולות סרטן צוואר הרחם (צמצמים גרמיים מבוססי ציון דרך); 2) תוכניות טיפול בקופסה בת ארבעה שדות לחולות סרטן צוואר הרחם (פתחי שדה מבוססי רקמות רכות); 3) תוכניות טיפול משיקות וסופרקלאביקולריות למטופלי דופן החזה; IV) תוכניות טיפול במוח כולו.
Protocol
כל נתוני המטופלים ששימשו להערכת RPA שימשו בדיעבד, באישור ועדת הביקורת המוסדית של אוניברסיטת טקסס MD Anderson. RPA מורכב מסדרה של לוחות מחוונים הממוקמים משמאל לתפריט הראשי של דף האינטרנט של RPA (איור 2). איור 2 מציג את לוח המחוונים הראשי. לכל לוחות המחוונים יש מראה דומה אך מתמקדים במשימות ובכוח אדם שונים. הפרוטוקול הבא מתאר את תהליכי המפתח ליצירה אוטומטית של תוכנית טיפול.
איור 2: צילום מסך של לוח המחוונים הראשי של RPA. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
1. בקשת שירות מלאה
- כדי ליצור ולקבל בקשת שירות חדשה לתכנון אוטומטי:
- עבור אל לוח המחוונים בקשת שירות על-ידי לחיצה על ערוץ בקשת השירות.
- לחץ על טופס חדש כדי ליצור טופס בקשת שירות חדש.
- בסעיף 1: דמוגרפיה, השלם את השאלות. בחר את טכניקת הטיפול מהתפריט הנפתח של הטיפול . לחץ על האדם
במשיכת טכניקת הטיפול כדי לגשת לפרטים נוספים על טכניקת הטיפול. - בסעיף 2: שאלות טיפוליות-כלליות, השלימו את השאלות. שאלות אלה זהות עבור כל החולים; מטרתם היא לערב באופן פעיל את המשתמש בקביעה האם תוכנית RPA מתאימה למטופל הנוכחי.
- סעיף 3: שאלות ספציפיות לטיפול, השלם את השאלות עבור גישת הטיפול שנבחרה, כולל פירוט מטרות הטיפול ומרשם.
- לחץ על שלח. לאחר יצירת קובץ PDF של בקשת שירות באופן אוטומטי, בחרו את המטופל ברשימת המטופלים (בלוח המחוונים של בקשת השירות). עיין בקובץ PDF של בקשת השירות (איור 3), גלול במידת הצורך ולחץ על קבל כדי לאשר את בקשת השירות.
הערה: קובץ PDF זה חייב להתקבל על-ידי אונקולוג קרינה לפני שה-RPA יתחיל בתכנון וקווי מתאר אוטומטיים. ניתן לקבוע את מצב תוכנית RPA בדף בקשת שירות, כפי שמוצג בטבלה 2. בקשת שירות לדוגמה שנוצרה עבור תוכנית 4 שדות מבוססת רקמות רכות לסרטן צוואר הרחם מוצגת באיור 3.
במשיכת טכניקת הטיפול כדי לגשת לפרטים נוספים על טכניקת הטיפול.
| מצב | תקציר | |||
| ממתין לבדיקה | בקשת השירות עבור חולה זה כבר נוצרה והיא ממתינה לאונקולוג הקרינה שיקבל אותה. | |||
| מקובל | בקשת השירות עבור מטופל זה התקבלה. מעמדו של מטופל זה בלוח המחוונים של בקשת השירות לא ישתנה עד שתתקבל בדיקת CT עבור מטופל זה. | |||
| נדחה על ידי המשתמש | המשתמש דחה את בקשת השירות. | |||
| נשלח | מקרה זה הועבר ל- RPA - פרטים נוספים על מצבו של מטופל זה ניתן למצוא בלוח המחוונים הראשי. | |||
| שגיאת מערכת RPA | העיבוד על ידי RPA החל, אך RPA נתקל בשגיאה ולא הצליח להשלים את משימתו. | |||
טבלה 2: קטגוריות מצב מטופל עבור לוח המחוונים של בקשות שירות.
איור 3: בקשת שירות לדוגמה שנוצרה עבור תוכנית 4 שדות מבוססת רקמות רכות לסרטן צוואר הרחם. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
2. העלה סריקת CT וקבל לתכנון אוטומטי
איור 4 מציג צילום מסך של סביבת העבודה של סקירת CT. כדי להעלות ולסקור סריקת CT:
איור 4: צילום מסך של סביבת העבודה של סקירת CT. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
- עבור אל לוח המחוונים של סריקות CT על ידי לחיצה על ערוץ סריקות CT.
- לחץ על הלחצן Upload CT . בחר את התיקיה שבה מאוחסנת סריקת CT (תבנית DICOM) באמצעות סייר התיקיות שנפתח אוטומטית. פעל בהתאם להנחיות כדי לאשר את הבחירה.
- סקור את סריקת ה- CT שהועלתה על-ידי בחירת המטופל ברשימת המטופלים כדי לפתוח את מציג ה- CT עבור מטופל זה (איור 4), ולאחר מכן השתמש בפקדים הבאים:
- טען את כל ערכת תמונת ה- CT התלת-ממדית על ידי לחיצה על טען CT.
הערה: כלי ניווט אחרים אינם פעילים עד להשלמת פעולה זו. - גללו בין פרוסות בכל התצוגות והשתמשו באחד מהכלים הבאים:
- לחץ על <, > כפתורים מתחת לכל תצוגת CT כדי לעבור לפרוסה הבאה.
- לחץ על <<, >> כפתורים מתחת לכל תצוגת CT כדי להזיז חמש פרוסות בכיוון שנבחר.
- גלגל גלילה של עכבר: הזז את הסמן מעל כל תצוגת CT ולאחר מכן השתמש בגלגל הגלילה של העכבר כדי לגלול בין פרוסות.
- לחץ על הלחצן Intersect כדי לכסות כוונת בכל תצוגת CT (צירית, קורונלית וסגיטלית). לחץ על כל אחת משלוש התצוגות כדי להזיז את הכוונת לנקודה זו - התצוגות האחרות יבואו בהתאם. לחץ על לחצן הצטלבות כדי להפעיל/לכבות כלי זה.
- לחץ על לחצן זום/גלילה פנורמית . סקור את התמונה באמצעות גלגל העכבר כדי לשנות את גודל התצוגה שבה ממוקם הסמן, או לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני והחזק את מקש CT לחוץ ולאחר מכן הזז את העכבר כדי לגלול.
- לחץ על Marked Iso כדי להעביר את תצוגות ה-CT לאיזוסנטר המסומן (מבוסס על זיהוי אוטומטי של שלושה סמנים רדיופאקים).
הערה: לחצן זה אינו פעיל אם ערכת התמונות תלת-ממדית CT לא נטענה (לחץ על טען תלת-ממד כדי לפתור זאת) או אם ה-RPA לא הצליח לזהות איזוסנטר מסומן (כפי שמזוהה עם הגדרה של שלוש נקודות).
- טען את כל ערכת תמונת ה- CT התלת-ממדית על ידי לחיצה על טען CT.
- לחץ על הלחצן Ref Point כדי להוסיף נקודת התייחסות.
- הזיזו את שלוש התצוגות למיקום הרצוי של נקודת התייחסות בעזרת הכלי הצטלבות .
- לחץ על הלחצן Ref Point כדי להוסיף נקודת התייחסות.
- אם כבר נבחרה נקודת התייחסות, לחיצה על Ref Point תעביר את שלוש התצוגות לנקודה זו.
הערה: לחצן זה מוסיף נקודת התייחסות לתמונה אם נקודת התייחסות אינה קיימת. הוא יכול גם להעביר את תצוגות תמונת ה- CT לנקודת הייחוס אם אחת מהן כבר קיימת. ניתן לבחור נקודת התייחסות חדשה רק עבור סריקות CT שלא התקבלו. להלן השלבים להוספת נקודת התייחסות: - כדי לבחור נקודת התייחסות חדשה, נקה תחילה את נקודת ההתייחסות הנוכחית על-ידי לחיצה על נקה נקודת התייחסות ולאחר מכן הוסף נקודת התייחסות חדשה. ה-RPA מקבל נקודת התייחסות אחת בלבד.
- קבל את סריקת ה- CT. לאחר סקירת בדיקת ה- CT של המטופל כפי שכבר תואר לעיל, בצע את השלבים הבאים:
- ענה על השאלות מתחת לתמונות CT כדי למזער את הסיכון ולהפחית את התרחשות השגיאות בחישובי RPA הבאים.
- בחר קבל ופעל בהתאם להנחיות.
הערה: כל מי שזוהה כמשתמש קליני של RPA יכול לבצע משימה זו. ניתן לראות את קטגוריות המצב של החולים הנוכחיים בלוח המחוונים של סריקות CT והן מוצגות בטבלה 3.
| מצב | תקציר | |||
| ממתין לבדיקה | בדיקת ה-CT עברה עיבוד ראשוני וממתינה שהמשתמש יבדוק ויקבל את הסריקה. | |||
| מקובל | בדיקת ה-CT לחולה זה התקבלה. שים לב שהסטטוס של מטופל זה בלוח המחוונים של סריקת CT לא ישתנה עד לקבלת בקשת שירות. | |||
| נדחה על ידי המשתמש | בדיקת ה-CT נדחתה על ידי המשתמש. | |||
| נשלח | מקרה זה הועבר ל- RPA - פרטים נוספים על מצבו של מטופל זה ניתן למצוא בלוח המחוונים הראשי. | |||
| שגיאת מערכת RPA | העיבוד על ידי RPA החל, אך RPA נתקל בשגיאה ולא הצליח להשלים את משימותיו. | |||
טבלה 3: קטגוריות מצב מטופל עבור לוח המחוונים של סריקות CT.
3. עקוב אחר התקדמות התכנון
ניתן לראות את קטגוריות המצב של החולים הנוכחיים בלוח המחוונים הראשי (טבלה 4). כדי לבצע סקירה ראשונית של כל תוכנית RPA שהושלמה ולהוריד אותה לשימוש:
| מצב | תקציר | |||
| לא התקבלה בדיקת CT | למטופל זה אין בדיקת CT מקובלת (אך בקשת שירות מקובלת זמינה). | |||
| לא התקבלה בקשת שירות | למטופל זה אין בקשת שירות מקובלת (אך בדיקת CT מקובלת זמינה). | |||
| בתור | הנתונים עבור חולה זה נשלחו למערכת RPA והם עומדים בתור לעיבוד. | |||
| עיבוד | עיבוד ראשוני של נתוני המטופל נמצא בעיצומו. | |||
| עיבוד-מיתאר | קווי המתאר של RPA נוצרים. | |||
| עיבוד דוח מיתאר | דוח קווי המתאר של RPA מופק. | |||
| קווי מתאר שלמים–RPA | קווי המתאר שנוצרו על-ידי RPA הושלמו ומוכנים להורדה ולעריכה של המשתמש (זרימות עבודה דו-שלביות בלבד). | |||
| ממתין לבדיקת קווי מתאר | קווי מתאר תכנוניים (כלומר קווי מתאר לאחר שהמשתמש ביצע עריכות/תוספות) הועלו בחזרה ל-RPA ודוח קווי המתאר של התוכנית הופק. המשתמש צריך לקבל דוח זה ( מלוח המחוונים של קווי המתאר). | |||
| קווי מתאר בתור – תכנון | קווי המתאר התכנוניים (כלומר קווי מתאר לאחר שהמשתמש ביצע עריכות/תוספות) עומדים בתור לעיבוד לפני תהליך תכנון ה- RPA. | |||
| תור – תכנון מראש | התוכנית של המטופל הזה עומדת בתור לתהליך התכנון. | |||
| עיבוד-תכנון מראש | תהליך התכנון המוקדם נמצא בעיצומו. | |||
| עמידה בתור – אופטימיזציה | התוכנית של מטופל זה עומדת בתור לתהליך אופטימיזציה של התוכנית. | |||
| עיבוד-אופטימיזציה | אופטימיזציה של תוכניות נמצאת בעיצומה. | |||
| תור–QA | התוכנית של מטופל זה עומדת בתור לתהליך אבטחת האיכות האוטומטי (QA). | |||
| עיבוד–QA | תוכנית QA יוצאת לדרך. | |||
| דוח עיבוד-תוכנית | דוח התוכנית הסופית נמצא בעיבוד. | |||
| תוכנית מלאה – RPA | תוכנית RPA הושלמה ומוכנה להורדה. | |||
| נכשל – RPA נכשל | תהליך RPA נכשל. | |||
טבלה 4: קטגוריות מצב מטופל עבור לוח המחוונים הראשי.
- סקור תוכנית RPA שהושלמה על-ידי בחירת המטופל ולאחר מכן בחירה באפשרות סקירה בחלק העליון של לוח המחוונים הראשי. סקור את דוח תוכנית RPA (PDF) עבור אותו מטופל שנפתח באופן אוטומטי בכרטיסיה חדשה.
הערה: ניתן לגשת לקובץ PDF של דוח תוכנית RPA גם מחלון ההורדה. - הורד תוכנית RPA שהושלמה על ידי לחיצה על סמל ההורדה. המתן עד שייפתח חלון וקובצי DICOM, יחד עם דוח תוכנית RPA (PDF), יורדו לייבוא למערכת תכנון הטיפול.
4. ייבוא תוכנית RPA למערכת תכנון הטיפול של המשתמש ובדיקה לשימוש קליני
הערה: לאחר הורדת תוכנית RPA (קובצי DICOM), יש להשלים את השלבים הבאים במערכת תכנון הטיפול של המשתמש:
- יש לייבא את בדיקת ה-CT של המטופל לתב"ע המקומית. זוהי הסריקה המקורית שהועלתה ל- RPA.
- ייבא את תוכנית RPA ואת קווי המתאר של RPA לתב"ע המקומית.
- חשב מחדש את המינון באמצעות אלגוריתם חישוב המינון המקומי המוזמן ואפשרות MU הקבועה בשימוש .
- השווה את קווי המתאר והמינון המחושב המיובאים לאלה שבדוח RPA (כדי לבדוק אם קיים ייבוא נכון).
- סקור את התוכנית להתאמה וערוך לפי הצורך.
הערה: שלב זה עשוי לכלול עריכה של צורות שדות ונורמליזציה מחדש של השדות. חשוב מאוד שהצוות הקליני יסקור את התוכנית הסופית במערכת תכנון הטיפול שלו ויבצע עריכות לפני השימוש הקליני.
5. העלאת התכנית הסופית לאתר סל"ע ועיון בהשוואה האוטומטית בין התכנית הסופית לתוכנית סל"ע
מטופלים שעבורם נוצרה תוכנית RPA יופיעו בלוח הבקרה של השוואת התוכניות. לוח המחוונים להשוואת תוכניות מספק את קטגוריות המצב המוצגות בטבלה 5 עבור מטופלים נוכחיים. כדי להעלות את תוכנית המשתמש הסופית ולסקור השוואה אוטומטית של תוכנית המשתמש ותוכנית RPA:
| מצב | תקציר | |||
| ממתין להעלאת תוכנית | מצב זה מוצג כאשר נוצר אירוע. | |||
| עיבוד | השוואת התוכניות נמצאת בתהליך. | |||
| ממתין להעלאה של התוכנית – ניסיון חוזר | השוואת תוכניות אינה אפשרית. על המשתמש לסקור את הקבצים שהועלו ולנסות שוב. סיבות אפשריות למצב זה כוללות העלאת קבצים שגויים. | |||
| השוואה מוכנה למעבר | דוח השוואת התוכניות מוכן לבדיקה. כל השוואות התוכניות עמדו בקריטריונים. השוואות מסוימות עשויות להיות מסומנות בדגל - המשתמש צריך לסקור את הדוח. | |||
| השוואה מוכנה לכישלון | דוח השוואת התוכניות מוכן לבדיקה. חלק מההשוואות נכשלו בקריטריונים שנקבעו - המשתמש צריך לבדוק בקפידה את הדוח ולקבוע את הסיבה. | |||
טבלה 5: קטגוריות מצב המטופל עבור לוח המחוונים להשוואת תוכניות.
- בחר את המטופל ולאחר מכן לחץ על העלה תוכנית.
- בחר את קובץ המבנה, התוכנית וקובצי המינון של DICOM להעלאה.
- סקור את דוח השוואת התוכניות על-ידי בחירת המטופל תחילה. לאחר מכן, עיין בדוח השוואת התוכניות (איור 5) שנפתח בתחתית המסך (דוגמה לכך מוצגת באיור 5).
איור 5: דוגמה לדוח השוואת התוכניות האוטומטי. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
Representative Results
מטרת לוח המחוונים הראשי (איור 1) היא לספק סקירה מהירה של מצב החולים הנוכחיים ב-RPA, לאפשר סקירה מהירה של תוכניות שהושלמו, להוריד תוכניות שהושלמו לסקירה ועריכה במערכת תכנון הטיפול של המשתמש, ולספק כלים מתקדמים לניווט ומיון מטופלים. כדי שהמטופלים יופיעו כאן, עליהם להיות לפחות אחד מהבאים: (1) סריקת CT מקובלת או (2) טופס שירות מקובל. ניתן לראות את קטגוריות המצב של החולים הנוכחיים בלוח המחוונים הראשי (טבלה 4).
שדה רוחבי לדוגמה מתוכנית רדיותרפיה של המוח כולו מוצג באיור 6. שדה רוחבי לדוגמה מתוכנית קופסה גרמית מבוססת ציון דרך של 4 שדות לסרטן צוואר הרחם מוצג באיור 7. בשני המקרים, יש להוריד את התוכנית הסופית ולאחר מכן לייבא אותה למערכת תכנון הטיפול של המשתמש, שם יש לבדוק, לערוך ולחשב מחדש את התוצאות. ה-RPA גם יוצר דוח תוכנית סופי (PDF) הכולל את בקשת השירות (ראה דוגמה באיור 3), דוח אישור CT ופרטים אחרים של תוכנית הטיפול.
מטרת לוח המחוונים של בקשת שירות (טבלה 2) היא לספק מבט כולל מהיר על מצב בקשת השירות עבור מטופלים נוכחיים ב- RPA, ליצור בקשת שירות חדשה, לקבל בקשת שירות שהושלמה ולערוך בקשת שירות. מטופלים שיש להם בקשת שירות שנשלחה או התקבלה מוצגים בלוח מחוונים זה, הנגיש לכל המשתמשים ב- RPA. עם זאת, רק משתמשים הרשומים במערכת RPA כאונקולוגים של קרינה יכולים לקבל בקשת שירות.
מטרת לוח הבקרה של CT (טבלה 3) היא לספק תמונת מצב מהירה של סריקות CT עבור מטופלים קיימים ב- RPA, להעלות סריקות CT חדשות, לסקור ולקבל סריקות CT ולהוסיף נקודות ייחוס לסריקות CT. נקודות התייחסות מתווספות כדי להנחות את RPA במצבים ספציפיים, כגון כאשר המשתמש רוצה להשתמש בגבול עליון לא סטנדרטי עבור תוכניות תיבות פשוטות של 4 שדות עבור סרטן צוואר הרחם. מטופלים שעבורם הועלתה בדיקת CT מוצגים כאן. כל משתמש יכול לצפות בלוח הבקרה של CT, אך רק משתמשים הרשומים כמשתמשים קליניים יכולים לקבל את סריקות ה- CT.
לאחר שהמשתמש אישר את התוכנית הסופית שלו, הוא יכול לייצא אותה מהתב"ע שלו ולהעלות אותה ל-RPA. מטרת תהליך זה היא לספק דרך לבדוק שהנתונים הועברו כראוי בין מכשירים שונים.
מטופלים שעבורם נוצרה תוכנית RPA יופיעו בלוח הבקרה של השוואת התוכניות. לוח המחוונים להשוואת תוכניות מספק את קטגוריות המצב המוצגות בטבלה 5 עבור מטופלים נוכחיים.
איור 6: שדה רוחבי אופייני להקרנות של המוח כולו. תצוגה זו מציגה את התחזיות של קווי המתאר של המבנה וכן את מיקומם של הקולימטורים הראשיים (צהוב) והקולימטורים מרובי העלים (כחול). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 7: שדה צדדי לדוגמה מתוכנית קופסה גרמית מבוססת 4 שדות לסרטן צוואר הרחם. תצוגה זו מציגה את מיקומם של הקולימטורים הראשיים (צהוב) והקולימטורים מרובי העלים (כחול). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
Discussion
פרוטוקול זה מתאר את השלבים ביצירת תוכניות טיפול אוטומטיות באמצעות RPA. השלבים העיקריים הם: (1) העלאה ואישור CT, (2) השלמת בקשת שירות ואישורה, (3) הורדה וייבוא של התוכנית לתב"ע של המשתמש וחישוב מחדש של המינון ועריכת התוכנית, ו-(4) העלאה של התוכנית הערוכה הסופית לצורך השוואה עם תוכנית ה-RPA. סדר אישור ה- CT ואישור בקשת השירות ניתנים להחלפה. חלק מהתוכניות, במיוחד תוכניות טיפול בקשת מווסתת נפח לסרטן הראש, הצוואר וצוואר הרחם, נוצרות בתהליך דו-שלבי שבו אינטראקציות משתמש נוספות וקווי המתאר והתוכניות נוצרים בנפרד. עם זאת, בסך הכל התהליכים דומים, ואנו צופים כי גישות תכנון טיפול מתקדמות אלה יוכלו להשתנות לתהליך בן שלב אחד בעתיד. את הקבילות הקלינית הכוללת שניתן לצפות לה מכלים אלה, ומכלים הנמצאים בפיתוח לגרסאות עתידיות, ניתן למצוא בעבודתנו שפרסמנו 10,12,14,15,16,17,18,19,20,21,22.
לכלים אלה מספר מגבלות, כפי שתוארו בעבודתנו הקודמת, אשר חקרה את הסיכון בעת פריסת המסייע לתכנון קרינה במרפאות רדיותרפיה 9,23. למרות שממשק המשתמש תוכנן כדי למזער את הסיכון להזנת נתונים בלתי הולמת, כגון תמונות CT שאין להן שדה ראייה מספיק או שגיאות בהזנת נתונים ידנית, עדיין קיים פוטנציאל לשגיאה. באופן ספציפי, טעויות אנוש, הטיית אוטומציה (הסתמכות יתר על התוצאות) וטעויות תוכנה מעוררות דאגה9. בדיקה קפדנית, ובמידת הצורך, עריכה של קווי המתאר והתוכניות שנוצרו באופן אוטומטי, חיונית לשימוש בטוח של עוזר תכנון הקרינה. באופן כללי, ביקורות אלה צריכות לעקוב אחר אותו תהליך כמו שאחריו לסקירת תוכניות קליניות על ידי פיזיקאים ואונקולוגים של קרינה, אם כי זה עשוי להיות נתמך על ידי שימוש ברשימות תיוג שפותחו במיוחד כדי להשלים סקירה ידנית של תוכניות טיפול שנוצרו באופן אוטומטי24.
ישנם מצבים שבהם RPA לא יוכל ליצור תוכנית ידווח על שגיאה למשתמש. כמעט בכל המקרים, זה ייגרם על ידי RPA נתקל נתונים בלתי צפויים שהוא לא יכול לפרש, כגון שדה ראייה לא מספיק או מיקום המטופל (למשל, אם תמונת CT צולמה באמצעות פרוטוקול שכיבה, אבל עם המטופל במצב נוטה). ייתכן שהמשתמש יוכל לזהות את הבעיה בהתבסס על המקום שבו מדווחת השגיאה. ברוב המקרים, מצבים אלה ניתן לתקן רק על ידי עיצוב ידני או תכנון. ייתכן שצוות RPA יוכל גם לסקור קבצי יומן רישום כדי לזהות את הבעיה.
RPA תוכנן ופותח במיוחד כדי להביא כלי autocontouring ותכנון אוטומטי באיכות גבוהה למרפאות עם משאבים מוגבלים, במיוחד אלה במדינות בעלות הכנסה נמוכה ובינונית. בימים אלה אנו עובדים על תהליכים רגולטוריים, משפטיים ומנהליים שיובילו לשימוש קליני ב-RPA. ברגע שזה יקרה, אנו מצפים לעקוב בקפידה אחר השימוש ולבצע שינויים בזרימת העבודה או בממשקי המשתמש בתגובה לסיכונים בלתי צפויים או משוב משתמשים אחר. המטרה היא לספק כלים התומכים בשירותי רדיותרפיה, כך שצוותים קליניים מקומיים יוכלו להרחיב את מאמציהם, ולשפר את הגישה לתוכניות רדיותרפיה איכותיות ועקביות. אנו מקווים כי הדבר יוביל לשיפור בתוצאות המטופלים, כמו גם לקיצור זמני ההמתנה. למרות שהפורטפוליו הנוכחי מוגבל לסרטן הראש והצוואר, השד וצוואר הרחם, כמו גם הקרנת מוח שלמה לגרורות במוח, אנו עובדים על טיפולים נוספים שישולבו בגרסאות עתידיות 17,18,19.
Disclosures
ל-LEC אופציות למניות ב-Leo Cancer Care. HB מועסק כיום בחברת Varian Medical Systems. לאיי.ג'יי יש עמדת ייעוץ בחברת Genentech. ל-JB יש עמדת ייעוץ ב-Icon Cancer Care; ל-WS משרת ייעוץ ברשות השידור דוזימטריה; JY קיבלה מימון נסיעות מחברת SunNuclear Corp; HS קיבל תואר כבוד מ-Cipla.
Acknowledgments
עבודה זו מומנה על ידי המכון הלאומי לסרטן וקרן Wellcome, עם תמיכה נוספת של Varian Medical Systems. המערכת הנוכחית שלנו משתמשת בליקוי חמה לפונקציות תכנון טיפול. ברצוננו גם להודות לאן סאטון משירותי עריכה, הספרייה הרפואית למחקר, מרכז הסרטן MD Anderson של UT. בנוסף למימון המוסדי לפיתוח RPA, צוותי המחקר שלנו מקבלים מימון מהמכון למניעת סרטן ומחקר של טקסס (CPRIT) ומהקרן לחדשנות באינפורמטיקה של סרטן, מרכז הסרטן ע"ש מ.ד. אנדרסון באוניברסיטת טקסס.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Radiation Planning Assistant | MD Anderson Cancer Center | na | webpage |
References
- Ferlay, J., et al. Cancer incidence and mortality worldwide: Sources, methods and major patterns in GLOBOCAN 2012. International Journal of Cancer. 136 (5), E359-E386 (2015).
- Elmore, S. N. C., et al. Global palliative radiotherapy: a framework to improve access in resource-constrained settings. Annals of Palliative Medicine. 8 (3), 274-284 (2019).
- Atun, R., et al. Expanding global access to radiotherapy. The Lancet. Oncology. 16 (10), 1153-1186 (2015).
- Yap, M. L., Zubizarreta, E., Bray, F., Ferlay, J., Barton, M. Global access to radiotherapy services: have we made progress during the past decade. Journal of Global Oncology. 2 (4), 207-215 (2016).
- Elmore, S. N. C., et al. C. al. Radiotherapy resources in Africa: an International Atomic Energy Agency update and analysis of projected needs. The Lancet. Oncology. 22 (9), e391-e399 (2021).
- Datta, N. R., Samiei, M., Bodis, S. Radiation therapy infrastructure and human resources in low- and middle-income countries: present status and projections for 2020. International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 89 (3), 448-457 (2014).
- Ward, Z. J., Scott, A. M., Hricak, H., Atun, R. Global costs, health benefits, and economic benefits of scaling up treatment and imaging modalities for survival of 11 cancers: a simulation-based analysis. The Lancet. Oncology. 22 (3), 341-350 (2021).
- Court, L. E., et al. Radiation Planning Assistant - a streamlined, fully automated radiotherapy treatment planning system. Journal of Visualized Experiments. (134), e57411 (2018).
- Nealon, K. A., et al. Using failure mode and effects analysis to evaluate risk in the clinical adoption of automated contouring and treatment planning tools. Practical Radiation Oncology. 12 (4), e344-e353 (2022).
- Kisling, K., et al. Automated treatment planning of postmastectomy radiotherapy. Medical Physics. 46 (9), 3767-3775 (2019).
- Xiao, Y., et al. Customizable landmark-based field aperture design for automated whole-brain radiotherapy treatment planning. Journal of Applied Clinical Medical Physics. 24 (3), e13839 (2022).
- Kisling, K., et al. Fully automatic treatment planning for external-beam radiation therapy of locally advanced cervical cancer: a tool for low-resource clinics. Journal of Global Oncology. 5, 1-9 (2019).
- Rhee, D. J., et al. Clinical acceptability of fully automated external beam radiotherapy for cervical cancer with three different beam delivery techniques. Medical Physics. 49 (9), 5742-5751 (2022).
- Rhee, D. J., et al. Automated radiation treatment planning for cervical cancer. Seminars in Radiation Oncology. 30 (4), 340-347 (2020).
- Rhee, D. J., et al. Automatic contouring system for cervical cancer using convolutional neural networks. Medical Physics. 47 (11), 5648-5658 (2020).
- Xiao, Y., et al. Automated WBRT treatment planning via deep learning auto-contouring and customizable landmark-based field aperture design. arXiv. , (2022).
- Hernandez, S., et al. Automating the treatment planning process for 3D-conformal pediatric craniospinal irradiation therapy. Pediatric Blood & Cancer. 70 (3), e30164 (2023).
- Huang, K., et al. Automation of radiation treatment planning for rectal cancer. Journal of Applied Clinical Medical Physics. 23 (9), e13712 (2022).
- Netherton, T. J., et al. An automated treatment planning framework for spinal radiation therapy and vertebral-level second check. International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 114 (3), 516-528 (2022).
- Olanrewaju, A., et al. Clinical acceptability of automated radiation treatment planning for head and neck cancer using the Radiation Planning Assistant. Practical Radiation Oncology. 11 (3), 177-184 (2021).
- Rhee, D. J., et al. Automatic contouring QA method using a deep learning-based autocontouring system. Journal of Applied Clinical Medical Physics. 23 (8), e13647 (2022).
- Rhee, D. J., et al. Automatic detection of contouring errors using convolutional neural networks. Medical Physics. 46 (11), 5086-5097 (2019).
- Kisling, K., et al. A risk assessment of automated treatment planning and recommendations for clinical deployment. Medical Physics. 46 (6), 2567-2574 (2019).
- Nealon, K. A., Court, L. E., Douglas, R. J., Zhang, L., Han, E. Y. Development and validation of a checklist for use with automatically generated radiotherapy plans. Journal of Applied Clinical Medical Physics. 23 (9), e13694 (2022).
