Voll automatisierter Strahlung Assistant - eine optimierte Planung Strahlentherapie Planungssystem
11. April 2018
Die Strahlentherapie ist eine hochkomplexe Krebsbehandlung, die mehrere Spezialisten zu schaffen einen Behandlungsplan und Qualitätssicherung (QS) vor der Auslieferung einem Patienten erfordert. Dieses Protokoll beschreibt die Verwendung von ein vollautomatisches System, die Strahlung Planung Assistant (RPA), um qualitativ hochwertige Strahlung Behandlungspläne zu erstellen.
Dieses Protokoll beschreibt den Einsatz eines vollautomatischen Systems, des Bestrahlungsplanungsassistenten, zur Erstellung hochwertiger Bestrahlungspläne. Damit der Radiation Planning Assistant (RPA) den Arbeitsablauf bei der Behandlungsplanung verbessern kann, sollte er besonders für Kliniken mit begrenzten Ressourcen nützlich sein. Die RPA automatisiert auch den größten Teil des Konturierungsprozesses.
Dies sollte den Zeitaufwand, den der Radioonkologe für den Behandlungsplan aufwenden muss, erheblich reduzieren. Die von der RPA verwendeten Algorithmen wurden von erfahrenen Radioonkologen umfassend evaluiert, einschließlich der quantitativen Bewertung von Dosisverteilungen. Viele Teile der RPA, einschließlich der Konturierung von normalem Gewebe für Kopf- und Halspläne, werden heute in unserer klinischen Praxis routinemäßig eingesetzt.
Auch in meiner täglichen Praxis nutze ich die automatische Felderstellung für Gebärmutterhalskrebs. Der Anwender muss sich an einige neue Schnittstellen gewöhnen, u.a. an die Schnittstellen für die Plangenehmigung und die KV-Freigabe. Die hier bereitgestellte visuelle Demonstration sollte dabei helfen.
Öffnen Sie den Arbeitsbereich Planauftrag über das eigenständige Symbol oder über den Arbeitsbereich des Kontrollzentrums des Strahlungsplanungsassistenten. Um einen neuen Planauftrag zu erstellen, klicken Sie zunächst auf Neu. Schließen Sie den ersten Abschnitt, Demografie, ab.
Geben Sie die Nummer der Krankenakte und den Namen des Patienten ein. Wählen Sie die entsprechende Behandlungsstelle aus. Wählen Sie aus Kopf und Hals, Gebärmutterhals, Brust und anderen.
Schließen Sie als nächstes den zweiten Abschnitt, die allgemeine Behandlung, ab. Beantworten Sie die Fragen zu Geschlecht/Schwangerschaftsstatus, vorheriger Bestrahlung, Herzschrittmacher und anderen Implantaten. Füllen Sie die Frage zum Autostart oder Techniker aus.
Schließen Sie dann den dritten Abschnitt, Behandlungsspezifisch, ab. Wählen Sie die primäre Stelle des Kopfes und des Halses und die positive Lymphbeteiligung aus, indem Sie das entsprechende Optionsfeld auswählen. Nachfolgende Abschnitte werden automatisch basierend auf diesen Auswahlmöglichkeiten ausgewählt.
Bestätigen oder ändern Sie die Abschnitte zur Abdeckung des Halses und des retropharyngealen Lymphknotens, indem Sie das entsprechende Optionsfeld auswählen. Wählen Sie dann das entsprechende Optionsfeld aus, um anzugeben, ob diese CTV1 oder CTV2 entsprechen. Wählen Sie anschließend die Behandlungsmaschine und die Behandlungstechnik aus.
Wählen Sie den Behandlungsansatz aus, indem Sie auf das entsprechende Optionsfeld klicken. Bestätigen oder ändern Sie die Behandlungsverschreibung. Um die Verschreibung zu ändern, geben Sie die erforderlichen Fraktionsdosen in die Textfelder ein.
Bestätigen Sie dann die Angemessenheit der normalen Gewebedosisbeschränkungen. Speichern Sie den Planauftrag, und es wird eine PDF-Datei des Planauftrags generiert. Überprüfen Sie die endgültige Planreihenfolge.
Wenn der endgültige Planauftrag korrekt ist, klicken Sie auf Genehmigen. Um CT-Bilder zu genehmigen, klicken Sie auf das Symbol CT-Genehmigung. Klicken Sie auf den CT-Scan, der genehmigt werden soll.
Überprüfen Sie die CT-Schichten, die auf dem Isozentrum zentriert sind. Klicken Sie auf Alle laden, um alle CT-Bilder zu überprüfen. Überprüfen Sie die Position des Isozentrums und die CT-Bildqualität.
Wenn die CT-Bilder, die Anzahl der Schichten, die Ausrichtung und die Daten korrekt sind, klicken Sie auf Genehmigt. Warten Sie, bis der Status der Patientendaten im Kontrollzentrum W anzeigt. Es ist jetzt bereit für die Überprüfung der Konturierung.
Klicken Sie auf das W-Symbol oder auf ROI-Genehmigung. Der Arbeitsbereich zur Überprüfung und Genehmigung von Konturen wird geöffnet. Überprüfen Sie alle konturierten Gewebe und Ziele.
Um Strukturen zu bearbeiten, wählen Sie zunächst die gewünschte Struktur aus der Pulldown-Liste aus. Klicken Sie dann auf das Nudge-Symbol und bearbeiten Sie die Kontur auf jeder CT-Schicht. Falls erforderlich, grenzen Sie das Bruttotumorvolumen und die positiven Lymphknoten manuell ab.
Wählen Sie dazu die gewünschte Struktur aus der Pulldown-Liste aus. Klicken Sie auf das Symbol für die manuelle Abgrenzung und zeichnen Sie die Struktur auf jeder CT-Schicht. Erstellen Sie als Nächstes ein klinisches Zielvolumen für Kopf- und Halsfälle.
Um das GTV in positiven Lymphknoten zu erweitern, klicken Sie auf GTV zu CTV. Um CTV1 manuell zu zeichnen, wählen Sie CTV1 aus der Liste der Strukturen aus. Klicken Sie auf das Symbol für die manuelle Abgrenzung und zeichnen Sie die Struktur auf jeder CT-Schicht.
Überprüfen und bearbeiten Sie CTV1 nach Bedarf. Klicken Sie auf CTV zu PTV und überprüfen. Bearbeiten Sie bei Bedarf, aber denken Sie daran, dass diese Erweiterungen die vielen Unsicherheiten sowohl bei der Konturierung als auch bei der Patienteneinrichtung berücksichtigen.
Um das PTV zu bearbeiten, wählen Sie das entsprechende PTV aus der Pulldown-Liste aus. Klicken Sie auf das Nudge-Symbol oder eines der anderen Bearbeitungssymbole. Überprüfen Sie alle Konturen und klicken Sie dann auf ROI genehmigen.
Sobald die ROIs genehmigt sind, wird der Behandlungsplanungsprozess automatisch fortgesetzt. Achten Sie auf etwaige Warnmeldungen und fügen Sie bei Bedarf Erläuterungen hinzu. Überprüfen Sie den Behandlungsplan, wenn er fertig ist.
Es wird als Planprüfungsdokument im Kontrollzentrum angezeigt. Führen Sie die technische Überprüfung und die endgültige Planübertragung durch, wie im Textprotokoll beschrieben. Hier ist die Dosisverteilung für einen automatisch generierten VMAT-Plan für einen Patienten mit einem Plattenepithelkarzinom an der Basis der Zunge dargestellt.
Eine Überprüfung durch einen behandelnden Radioonkologen bestätigte, dass dieser Plan für die Behandlung akzeptabel war. Die schattierten Bereiche zeigen die geplanten Zielvolumina. Rot entspricht PTV1, Blau PTV2 und Gelb PTV3.
Die Zeilen zeigen die Isodosenverteilung des automatisch generierten Plans. Hier sind automatisch generierte Feldöffnungen für eine Vier-Feld-Box-Behandlung für eine Patientin mit Gebärmutterhalskrebs dargestellt. Die Begutachtung durch einen erfahrenen Radioonkologen bestätigte die klinische Eignung von 90 bis 96% dieser Bereiche.
Im Durchschnitt dauerten diese Pläne 21 Minuten. Hier sehen Sie illustrierte Anweisungen, die eine Diagrammüberprüfung für Strahlentherapiepläne erleichtern sollen, die automatisch mit der RPA generiert werden. Diese Beispielseite dient zur Überprüfung der automatisch generierten Körperkontur.
Es enthält die Ergebnisse des primären Algorithmus, einige Fragen für den Benutzer und einen Bibliotheksfall, den der Benutzer überprüfen kann. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie mit dem Strahlenplanungsassistenten Strahlentherapie-Behandlungspläne erstellen. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass die von der RPA erstellten Pläne von qualifiziertem Personal, einschließlich Radioonkologen und Medizinphysikern, überprüft werden müssen.
Um die anfängliche Planqualität zu verbessern, umfasst die RPA umfangreiche interne und unabhängige Berechnungen. Diese werden verwendet, um die Qualität der einzelnen Aspekte des Behandlungsplans automatisch zu überprüfen, einschließlich der Berechnungen, der Feldöffnungen und der Konturen. Derzeit kann die RPA automatisch VMAT-Pläne für Kopf- und Halsbehandlungen und Vier-Felder-Box-Pläne für die Behandlung von Gebärmutterhalskrebs erstellen.
Wir fügen aktiv weitere anatomische Stellen hinzu, einschließlich der Brustwand.
Übersicht
Dieses Protokoll beschreibt die Verwendung eines vollautomatischen Systems, des Radiation Planning Assistant (RPA), zur Erstellung hochwertiger Strahlentherapiepläne. Der RPA verbessert den Workflow der Behandlungsplanung und automatisiert den größten Teil des Konturierungsprozesses, wodurch die von Strahlentherapeuten benötigte Zeit erheblich verkürzt wird.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Strahlentherapie
- Krebsbehandlung
- Automatisierte Behandlungsplanung
Hintergrund
- Die Strahlentherapie ist komplex und erfordert die Zusammenarbeit von Fachleuten.
- Die Qualitätssicherung ist vor der Behandlungsdurchführung entscheidend.
- Die RPA wurde von erfahrenen Strahlentherapeuten evaluiert.
- Automatisierte Systeme können die Effizienz in Kliniken mit begrenzten Ressourcen verbessern.
Zweck der Studie
- Um den Planungsprozess für die Strahlentherapie zu vereinfachen.
- Um die Arbeitsbelastung von Strahlentherapeuten zu verringern.
- Um durch Automatisierung hochwertige Behandlungspläne sicherzustellen.
Verwendete Methoden
- Nutzung des Radiation Planning Assistant (RPA).
- Automatisierte Konturierung von Normalgewebe und Tumorgeweben.
- Schrittweise Erstellung von Behandlungsplänen über Benutzeroberflächen.
- Überprüfungs- und Genehmigungsverfahren unter Beteiligung von Strahlentherapeuten.
Hauptergebnisse
- Die RPA wurde in die routinemäßige klinische Praxis integriert.
- Die von der RPA erstellten Pläne wurden als klinisch angemessen bestätigt.
- Im Durchschnitt dauerte die Erstellung der Behandlungspläne 21 Minuten.
- Umfangreiche interne Berechnungen bestätigen die Qualität der erstellten Pläne.
Schlussfolgerungen
- Die RPA verbessert die Effizienz der Strahlentherapieplanung erheblich.
- Automatisierte Systeme können die Versorgungsqualität in ressourcenarmen Umgebungen verbessern.
- Die erstellten Pläne erfordern eine sorgfältige Überprüfung durch qualifiziertes Personal.
Häufig gestellte Fragen
Ausführliche Bedeutung für die Industrie
Der Strahlentherapie-Planungsassistent (RPA) beschleunigt die Behandlungsplanung in der Strahlentherapie, indem er die Konturierung und die Planerstellung automatisiert, die Arbeitsbelastung der Onkologen verringert und die Effizienz des Arbeitsablaufs verbessert. Diese Automatisierung unterstützt eine konsistente, hochwertige Planungsergebnisse, was besonders in klinischen Umgebungen mit begrenzten Ressourcen von großem Wert ist. Durch die Integration in kommerzielle Systeme zur Behandlungsplanung und Dosisverifikation ermöglicht der RPA skalierbare und reproduzierbare Planungsprozesse, die den Anforderungen vorhersagender Modellierung im Entdeckungsstadium sowie der translationsmedizinischen Validierung in der onkologischen Arzneimittelentwicklung gerecht werden.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Hypothesenprüfung der Strahlenempfindlichkeit in präklinischen Modellen durch die Erstellung standardisierter, reproduzierbarer Behandlungspläne.
- Operationaler Wert: Verringert die Variabilität der Strahlendosis und unterstützt so eine zuverlässige Beurteilung der Tumorantwort und der Toxizität normalem Gewebes in Studien zur Zielvalidierung.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Bietet quantifizierbare Dosisverteilungsergebnisse, die mit der Expression von Biomarkern oder genetischen Profilen in Screening-Assays korreliert werden können.
- Operativer Wert: Automatisiert die Planerstellung und erhöht so Durchsatz und Konsistenz bei der Hochdurchsatz-Screening von Radiosensibilisatoren oder Radioprotektoren.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Unterstützt die mechanistische Risikominderung, indem eine präzise, bildgesteuerte Strahlenapplikation in krankheitsrelevanten Modellen ermöglicht wird, wodurch das Vorhersagevertrauen hinsichtlich des therapeutischen Index verbessert wird.
- Operationaler Wert: Ermöglicht Kontinuität von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung durch standardisierte Planungsabläufe, die die technische Variabilität verringern.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die RPA ist in den Kontinuum der onkologischen Forschung integriert, indem sie eine standardisierte Strahlenexposition in präklinischen Modellen ermöglicht und so die Identifizierung von Leitverbindungen sowie präklinische Arbeiten durch eine konsistente und quantifizierbare Therapieapplikation unterstützt.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Hypothesenprüfung, indem präzise, automatisierte Bestrahlungsdosierungen in in-vitro- und in-vivo-Modellen ermöglicht werden, um die Beteiligung von Signalwegen an der Strahlenantwort zu klären.
- Screening: Verbessert die Bereitschaft von Assays, indem reproduzierbare Behandlungspläne erstellt werden, die einen zuverlässigen Vergleich der Wirkstoffeffekte unter verschiedenen Bedingungen erlauben.
- Analytik: Stellt quantitative Dosis-Volumen-Histogramme und Isodosenverteilungen bereit, die Teams ermöglichen, die Qualität von Bestrahlungsplänen und deren biologische Wirkung zu vergleichen.
- Translationale Forschung: Schafft Anschluss an die präklinische Kontinuität, indem bildgestützte Planung angeboten wird, die klinischen Protokollen nachempfunden ist, und so die biomarkerbasierte Studienplanung unterstützt.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Funktioniert als wiederverwendbare Planungsfunktion über mehrere Projekte hinweg, verkürzt die Einrichtungszeit und gewährleistet Konsistenz in strahlenbasierten Studien.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Vorhersagegenauigkeit bei der Strahlenreaktion, Verringerung mechanistischer Unschärfen bei Abwägungen zwischen Tumorgewebe und normalem Gewebe.
- Operativer Wert: Standardisierung, Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit der Behandlungsplanung über Studien und Standorte hinweg.
- Strategischer Wert: Verbesserte Go/No-Go-Entscheidungen bei der Entwicklung von Radionuklid- oder Strahlenkombinationstherapien, Kapitaleffizienz und reduziertes biologisches Risiko in späteren Entwicklungsstadien.
- Portfolio-Wirkung: Risikoadjustierte Priorisierung strahlenmodulierender Substanzen basierend auf konsistenter, überprüfbarer Planqualität.
Durchführungsaspekte
- Notwendige Fachkenntnisse in Strahlentherapie, medizinischer Physik und Bedienung von Bestrahlungsplanungs-Software.
- Erfordernis der Integration mit kommerziellen Bestrahlungsplanungssystemen und sekundären Dosisverifikationswerkzeugen über eine API.
- Standardisierung der Eingabeanforderungen: genehmigte Bestrahlungsplananordnung und Simulations-CT-Bild.
- Anpassungsüberlegungen für verschiedene anatomische Regionen und Behandlungsmodalitäten (z. B. VMAT im Vergleich zu Festfeld).
- Abhängigkeit von der Überprüfung durch qualifiziertes Personal zur endgültigen Genehmigung des Plans, trotz Automatisierung der Konturierung und Planungsschritte.
