Artículo de método

Asistente de planificación de la radiación: una herramienta basada en la web para apoyar la radioterapia de alta calidad en clínicas con recursos limitados

DOI:

10.3791/65504

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6 de octubre de 2023

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1The University of Texas MD Anderson Cancer Center, 2Guy’s and St. Thomas’ Hospital, 3Groote Schuur Hospital and University of Cape Town, 4University of Alabama at Birmingham, 5Tygerberg Hospital and Stellenbosch University, 6Ocean Road Cancer Institute, 7University of the Free State, 8University of California-San Francisco, 9University Hospitals Plymouth NHS Trust, 10Stanford University

En este artículo

Resumen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Este protocolo describe una serie de herramientas automatizadas diseñadas para el autocontorneado y la planificación automática de radioterapia de alta calidad que se están empaquetando en un servicio basado en la web para maximizar la robustez y la escalabilidad al tiempo que se minimizan los costos operativos.

Resumen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

El acceso a la radioterapia en todo el mundo es limitado. El Asistente de Planificación de la Radiación (RPA) es una herramienta totalmente automatizada basada en la web que se está desarrollando para ofrecer herramientas de planificación del tratamiento de radioterapia totalmente automatizadas a las clínicas con recursos limitados. El objetivo es ayudar a los equipos clínicos a escalar sus esfuerzos, llegando así a más pacientes con cáncer. El usuario se conecta a la RPA a través de una página web, completa una solicitud de servicio (prescripción e información sobre los objetivos de radioterapia) y carga el conjunto de imágenes de TC del paciente. La RPA ofrece dos enfoques para la planificación automatizada. En la planificación de un solo paso, el sistema utiliza la solicitud de servicio y la tomografía computarizada para generar automáticamente los contornos y el plan de tratamiento necesarios. En la planificación en dos pasos, el usuario revisa y edita los contornos generados automáticamente antes de que el RPA continúe generando un plan de terapia de arco modulado por volumen. El plan final se descarga del sitio web de RPA y se importa al sistema de planificación de tratamiento local del usuario, donde se vuelve a calcular la dosis para el linac encargado localmente; Si es necesario, el plan se edita antes de la aprobación para uso clínico.

Introducción

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Se espera que el número mundial de casos de cáncer aumente a aproximadamente 24,6 millones para 2030, con la mayor carga en los países de ingresos bajos y medianos1. La radioterapia es un tratamiento costo-efectivo, curativo y paliativo para el cáncer, que proporciona beneficios a aproximadamente el 50% de los pacientes con cáncer y al 60-70% en los países de bajos ingresos donde los pacientes tienen más probabilidades de presentarse en una etapa tardía 2,3. Sin embargo, el acceso a la radioterapia en todo el mundo es limitado4; por ejemplo, ningún país de África tiene la capacidad de radioterapia para satisfacer sus necesidades estimadas5. Varios estudios han estimado estas carencias inminentes y lo que se requeriría para satisfacer las necesidades futuras 6,7.

La Comisión de Oncología de The Lancet argumentó de manera convincente que la inversión en mejoras en la capacidad de radioterapia no solo salvaría vidas, sino que también aportaría beneficios económicos positivos3. También señalaron específicamente que la automatización del contorno de la radioterapia y la planificación del tratamiento pueden ayudar a los equipos clínicos a escalar sus esfuerzos al reducir significativamente el tiempo dedicado a estas tareas por los oncólogos y los físicos, respectivamente, haciendo que los objetivos sean más alcanzables.

Nuestro grupo de investigación ha estado trabajando en colaboración con equipos clínicos del MD Anderson y de hospitales de todo el mundo para desarrollar herramientas automatizadas basadas en la web. Este conjunto de herramientas (llamado RPA) proporciona un contorno basado en la Inteligencia Artificial (que describe los tumores y los órganos cercanos en las tomografías computarizadas) y la planificación del tratamiento de radioterapia (que define exactamente cómo se administra la radiación). Esta plataforma basada en la web ofrece la ventaja de reducir el tiempo y los recursos necesarios para preparar planes de alta calidad para cada paciente.

Nuestra experiencia con una versión temprana de una herramienta basada en IA en MD Anderson ha demostrado que el contorneado automatizado puede ahorrar hasta 2 horas por paciente, lo que supone una importante optimización del flujo de trabajo. Esto significa que el personal clínico actual podrá escalar su esfuerzo, tratando a más pacientes con radioterapia de mayor calidad. Al ofrecer estas herramientas a través de un servicio totalmente automatizado basado en la web (Asistente de planificación de radiación [RPA], RPA.mdanderson.org), podemos minimizar el costo para los pacientes y los proveedores y maximizar el alcance de esta herramienta.

Hemos estado desarrollando la RPA durante 6 años, y se han realizado varios cambios significativos desde que publicamos por primera vez en los flujos de trabajo de RPA8. Estos incluyen el desarrollo de la RPA en una herramienta basada en la web, reduciendo así los costos asociados con la instalación y el mantenimiento, y mejorando la robustez del sistema. Otras mejoras incluyen cambios en las interfaces de usuario para mejorar la usabilidad y reducir el riesgo de error9 y ampliar las opciones de tratamiento (específicamente, la planificación de la radioterapia para la mama posterior a la mastectomía10 y las metástasis en el cerebro11). Por lo tanto, el protocolo descrito aquí es sustancialmente más avanzado que la versión inicial publicada anteriormente.

El RPA utiliza un proceso de un solo paso para crear contornos y planes en situaciones en las que la edición de los contornos generalmente no es necesaria para crear el plan de tratamiento. Esto incluye la planificación del tratamiento en cuatro campos para el cáncer de cuello uterino (basado en puntos de referencia óseos o contornos de tejidos blandos generados automáticamente)12,13,14,15, campos tangenciales o supraclaviculares para el cáncer de mama posterior a la mastectomía11 y laterales opuestos para tratamientos de todo el cerebro16. En un futuro próximo, esperamos añadir tratamientos craneoespinales para cánceres pediátricos17, tratamientos de tres campos para el cáncer de recto18 y planificación de tratamientos para diversos casos paliativos (cuerpos vertebrales, caderas y costillas)19, así como cánceres de pulmón y vejiga. En la actualidad, los tratamientos más avanzados, específicamente la terapia de arco modulada por volumen (VMAT), requieren un proceso de dos pasos en el que los contornos generados automáticamente se editan antes de la planificación del tratamiento13,20. Sin embargo, la calidad del autocontouring basado en el aprendizaje profundo es tal que esperamos cambiar estos enfoques de planificación a un proceso de un solo paso en el futuro. Este protocolo se centra en la planificación de un solo paso.

La Figura 1 muestra el flujo de trabajo general para crear un plan de tratamiento de radioterapia utilizando el RPA, con más detalles sobre las diferentes tareas que se muestran en la Tabla 1. En resumen, la RPA requiere una solicitud de servicio completa (que incluye información como la prescripción de la dosis y el enfoque del tratamiento) y la tomografía computarizada individual del paciente. La solicitud de servicio debe ser aceptada por un oncólogo radioterápico. La tomografía computarizada debe ser aceptada por un usuario clínico para garantizar que los cálculos de RPA se realicen en la tomografía computarizada correcta. Una vez que el RPA ha generado un plan, debe descargarse del sitio web del RPA e importarse al sistema de planificación del tratamiento del usuario, donde se debe volver a calcular la dosis. Esto es necesario porque el RPA calcula planos en vigas estándar (disponibles para varios modelos de linac), que pueden no coincidir exactamente con las características de la viga del linac local. Este enfoque se adoptó para reducir los costos, aunque es posible que se necesite personalización si las vigas locales son significativamente diferentes de nuestras vigas estándar. Los usuarios (planificador del tratamiento y oncólogo radioterápico) pueden realizar modificaciones en el plan. A continuación, el plan entra en el flujo de trabajo clínico típico del usuario, incluidas las comprobaciones locales de control de calidad. Por último, el usuario debe subir su plan final (recalculado y editado) a la página web de RPA, donde se realiza una comparación automatizada entre el Plan Final y el Plan RPA. Se trata de una comprobación útil de la integridad de los datos en el flujo de trabajo general.

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Figura 1: Flujo de trabajo del proceso automatizado de planificación del tratamiento. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Tarea # en la Figura 1Descripción de la tareaUbicación
Revisar el estado de los pacientes anterioresTablero principal
1Complete una solicitud de servicio en el sitio web de RPAPanel de solicitud de servicio
2Cargue una tomografía computarizada en el sitio web de RPAPanel de control de tomografía computarizada
3Comprobar el estado del pacienteTablero principal
Revisa y descarga el Plan RPATablero principal
4Importe el plan en el TPS del usuario, vuelva a calcular la dosis y realice las modificaciones necesariasLocal TPS
5, 6Cargue el Plan Final en el sitio web de RPAPanel de comparación de planes
Revisar la comparación automática del Plan Final y el Plan RPAPanel de comparación de planes
-El plan entra en el flujo de trabajo clínico rutinario del usuario, incluido el control de calidad regularSoftware propio del usuario

Tabla 1: Descripción general de las tareas involucradas en la creación de un plan de RPA utilizando el flujo de trabajo de 1 paso. TPS Local: Sistema de Planificación de Tratamiento del Usuario.

Este manuscrito describe este flujo de trabajo de un solo paso para el RPA y presenta algunos ejemplos de resultados del proceso de planificación del tratamiento. En la actualidad, los siguientes enfoques de planificación utilizan este flujo de trabajo de un solo paso: i) Planes de tratamiento de caja de cuatro campos para pacientes con cáncer de cuello uterino (aberturas óseas basadas en puntos de referencia); ii) planes de tratamiento de caja de cuatro campos para pacientes con cáncer de cuello uterino (aberturas de campo basadas en tejidos blandos); iii) planes de tratamiento tangencial y supraclavicular para pacientes de pared torácica; iv) Planes de tratamiento de todo el cerebro.

Protocolo

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Todos los datos de los pacientes utilizados para evaluar la RPA se utilizaron retrospectivamente, con la aprobación de la Junta de Revisión Institucional MD Anderson de la Universidad de Texas. La RPA comprende una serie de paneles ubicados a la izquierda del menú principal de la página web de la RPA (Figura 2). En la figura 2 se muestra el panel principal. Todos los cuadros de mando tienen un aspecto similar, pero se centran en diferentes tareas y personal. El siguiente protocolo describe los procesos clave para la creación automática de un plan de tratamiento.

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Figura 2: Captura de pantalla del panel principal de RPA. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

1. Completar la solicitud de servicio

  1. Para crear y aceptar una nueva solicitud de servicio para la planificación automática:
    1. Vaya al panel de control de solicitud de servicio haciendo clic en el canal de solicitud de servicio.
    2. Haga clic en Nuevo formulario para generar un nuevo formulario de solicitud de servicio.
    3. En la Sección 1: Demografía, complete las preguntas. Seleccione la técnica de tratamiento en el menú desplegable Tratamiento . Haga clic en la persona figure-protocol-2 en el menú desplegable de la técnica de tratamiento para acceder a más detalles de la técnica de tratamiento.
    4. En la Sección 2: Preguntas generales sobre el tratamiento, complete las preguntas. Estas preguntas son las mismas para todos los pacientes; su propósito es involucrar activamente al usuario en la determinación de si el Plan RPA es apropiado para el paciente actual.
    5. Sección 3: Preguntas específicas del tratamiento, complete las preguntas para el enfoque de tratamiento seleccionado, incluidos los detalles de los objetivos del tratamiento y la prescripción.
    6. Haga clic en enviar. Una vez que el PDF de solicitud de servicio se haya generado automáticamente, seleccione el paciente en la lista de pacientes (en el panel de control de solicitud de servicio). Revise el PDF de la solicitud de servicio (Figura 3), desplazándose si es necesario, y haga clic en Aceptar para aprobar la solicitud de servicio.
      NOTA: Este PDF debe ser aceptado por un oncólogo radioterápico antes de que el RPA inicie la contorneado y la planificación automatizados. El estado del plan RPA se puede determinar en la página Solicitud de servicio, como se muestra en la Tabla 2. En la Figura 3 se muestra un ejemplo de solicitud de servicio que se creó para un plan de 4 campos basado en tejidos blandos para el cáncer de cuello uterino.

   

EstadoResumen
Pendiente de revisiónLa solicitud de servicio para este paciente ya ha sido creada y está a la espera de que el oncólogo radioterápico la acepte.
AceptadoLa solicitud de servicio para este paciente ha sido aceptada. El estado de este paciente en el panel de control de la solicitud de servicio no cambiará hasta que se acepte una tomografía computarizada para este paciente.
Rechazado por el usuarioEl Usuario rechazó la Solicitud de Servicio.
PresentadoEste caso ha sido enviado a la RPA, se pueden encontrar más detalles sobre el estado de este paciente en el panel principal.
Error del sistema RPASe inició el procesamiento por parte de la RPA, pero la RPA encontró un error y no pudo completar su tarea.

Tabla 2: Categorías de estado del paciente para el panel de solicitud de servicio.

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Figura 3: Ejemplo de solicitud de servicio creada para un plan de 4 campos basado en tejidos blandos para el cáncer de cuello uterino. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

2. Cargue la tomografía computarizada y acepte la planificación automatizada

En la figura 4 se muestra una captura de pantalla del espacio de trabajo de revisión de CT. Para cargar y revisar una tomografía computarizada:

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Figura 4: Captura de pantalla del espacio de trabajo de revisión de CT. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

  1. Vaya al panel de control de tomografías computarizadas haciendo clic en el canal de tomografías computarizadas.
  2. Haga clic en el botón Cargar CT . Seleccione la carpeta donde se almacena la tomografía computarizada (formato DICOM) utilizando el explorador de carpetas que se abre automáticamente. Siga las indicaciones para confirmar la selección.
  3. Revise la tomografía computarizada cargada seleccionando el paciente en la lista de pacientes para abrir el visor de tomografía computarizada para este paciente (Figura 4) y, a continuación, use los siguientes controles:
    1. Cargue todo el conjunto de imágenes de TC 3D haciendo clic en Cargar TC.
      NOTA: Otras herramientas de navegación no estarán activas hasta que esto se complete.
    2. Desplácese entre los sectores de todas las vistas y utilice cualquiera de las siguientes herramientas:
      1. Haga clic en < > botones debajo de cada vista de TC para pasar al siguiente corte.
      2. Haga clic en << botones >> debajo de cada vista de CT para mover cinco cortes en la dirección seleccionada.
      3. Rueda de desplazamiento del ratón: Mueva el cursor sobre cualquier vista de CT y, a continuación, utilice la rueda de desplazamiento del ratón para desplazarse entre sectores.
      4. Haga clic en el botón Intersecar para superponer un cursor en cruz en cada vista de TC (axial, coronal y sagital). Haga clic en cualquiera de las tres vistas para mover el punto de mira a este punto, las otras vistas seguirán en consecuencia. Haga clic en el botón Intersecar para activar o desactivar esta herramienta.
      5. Haga clic en el botón Zoom/Panorámica . Revise más a fondo la imagen con la rueda del ratón para ampliar la vista en la que se encuentra el cursor o haga clic con el botón derecho y mantenga pulsada una vista CT y, a continuación, mueva el ratón para desplazarse.
      6. Haga clic en ISO marcado para mover las vistas de TC al isocentro marcado (basado en la detección automatizada de tres marcadores radiopacos).
        NOTA: Este botón está inactivo si el conjunto de imágenes de TC 3D no se ha cargado (haga clic en Cargar 3D para resolver esto) o si el RPA no pudo detectar un isocentro marcado (como se identificó con una configuración de tres puntos).
  4. Haga clic en el botón Punto de referencia para agregar un punto de referencia.
    1. Mueva las tres vistas a la ubicación deseada del Punto de referencia con la herramienta Intersecar .
    2. Haga clic en el botón Punto de referencia para agregar un punto de referencia.
    3. Si ya se ha seleccionado un punto de referencia, al hacer clic en el punto de referencia se moverán las tres vistas a este punto.
      NOTA: Este botón agrega un Punto de Referencia a una imagen si no existe un Punto de Referencia. También puede mover las vistas de la imagen CT al punto de referencia si ya existe uno. Solo se puede seleccionar un nuevo punto de referencia para las tomografías computarizadas que no hayan sido aceptadas. A continuación se detallan los pasos para agregar un punto de referencia:
    4. Para seleccionar un nuevo Punto de Referencia, primero borre el Punto de Referencia actual haciendo clic en Borrar Punto de Referencia y luego agregue uno nuevo. El RPA solo acepta un punto de referencia.
  5. Acepte la tomografía computarizada. Después de revisar la tomografía computarizada del paciente como ya se describió anteriormente, realice los siguientes pasos:
    1. Responda a las preguntas debajo de las imágenes de TC para minimizar el riesgo y reducir la aparición de errores en los cálculos posteriores de RPA.
    2. Seleccione Aceptar y siga las indicaciones.
      NOTA: Esta tarea puede ser realizada por cualquier persona identificada como Usuario Clínico del RPA. Las categorías de estado de los pacientes actuales se pueden ver en el panel de control de tomografías computarizadas y se muestran en la Tabla 3.
EstadoResumen
Pendiente de revisiónLa tomografía computarizada se ha sometido a un procesamiento inicial y está esperando que el usuario revise y acepte la exploración.
AceptadoLa tomografía computarizada de este paciente ha sido aceptada. Tenga en cuenta que el estado de este paciente en el panel de control de tomografía computarizada no cambiará hasta que se acepte una solicitud de servicio.
Rechazado por el usuarioLa tomografía computarizada fue rechazada por el usuario.
PresentadoEste caso ha sido enviado a la RPA, se pueden encontrar más detalles sobre el estado de este paciente en el panel principal.
Error del sistema RPASe inició el procesamiento por parte de la RPA, pero la RPA encontró un error y no pudo completar sus tareas.

Tabla 3: Categorías de estado del paciente para el panel de tomografías computarizadas.

3. Supervisar el progreso de la planificación

Las categorías de estado de los pacientes actuales se pueden ver en el panel principal (Tabla 4). Para realizar una revisión preliminar de cualquier plan de RPA completado y descargarlo para su uso:

EstadoResumen
No se acepta una tomografía computarizadaEste paciente no tiene una tomografía computarizada aceptada (pero hay disponible una solicitud de servicio aceptada).
No se acepta ninguna solicitud de servicioEste paciente no tiene una solicitud de servicio aceptada (pero hay disponible una tomografía computarizada aceptada).
ColaLos datos de este paciente se han enviado al sistema RPA y se ponen en cola para su procesamiento.
TratamientoEl procesamiento inicial de los datos de este paciente está en marcha.
Procesamiento-contorneadoSe están generando los contornos de RPA.
Informe de procesamiento-contorneadoSe está generando el informe de contornos de RPA.
Completo: contornos de RPALos contornos generados por la RPA están completos y listos para que el usuario los descargue y edite (solo flujos de trabajo de 2 pasos).
Pendiente de revisión de contornoLos contornos de planificación (es decir, los contornos después de que el usuario haya realizado ediciones/adiciones) se han vuelto a cargar en el RPA y se ha generado el Informe de contornos del plan. El usuario debe aceptar este informe (desde el panel de control de curvas de nivel).
Contornos en cola y planosLos contornos de planificación (es decir, los contornos después de que el usuario haya realizado ediciones/adiciones) se ponen en cola para su procesamiento antes del proceso de planificación de RPA.
En cola: planificación previaEl plan de este paciente está en cola para el proceso de planificación.
Procesamiento: planificación previaEl proceso de planificación previa está en marcha.
Optimización en colaEl plan de este paciente se pone en cola para el proceso de optimización del plan.
Procesamiento-optimizaciónLa optimización del plan está en marcha.
En cola: control de calidadEl plan de este paciente está en cola para el proceso automatizado de control de calidad (QA).
Procesamiento: control de calidadEl plan de control de calidad está en marcha.
Informe del plan de procesamientoSe está tramitando el informe del Plan Final.
Plan completo de RPAEl Plan RPA está completo y listo para su descarga.
Error: error de RPAUn proceso de RPA ha fallado.

Tabla 4: Categorías de estado de los pacientes para el panel principal.

  1. Para revisar un plan de RPA completado, seleccione el paciente y, a continuación, seleccione Revisar en la parte superior del panel principal. Revise el Informe del plan de RPA (PDF) para ese paciente que se abre automáticamente en una nueva pestaña.
    NOTA: También se puede acceder al PDF del informe del plan RPA desde la ventana de descarga.
  2. Descargue un plan de RPA completo haciendo clic en el icono de descarga. Espere a que se abra una ventana y los archivos DICOM, junto con el Informe del Plan RPA (PDF), se descargarán para importarlos al sistema de planificación del tratamiento.

4. Importar el Plan RPA al sistema de planificación de tratamiento del Usuario y revisarlo para su uso clínico

NOTA: Una vez descargado el plan RPA (archivos DICOM), se deben completar los siguientes pasos en el sistema de planificación del tratamiento del usuario:

  1. Importe la tomografía computarizada del paciente al TPS local. Este es el escaneo original que se cargó en el RPA.
  2. Importe el plan de RPA y los contornos de RPA en el TPS local.
  3. Vuelva a calcular la dosis utilizando el algoritmo de cálculo de dosis local encargado y la opción de MU fija utilizada .
  4. Compare los contornos importados y la dosis calculada con los del informe RPA (para comprobar la importación correcta).
  5. Revise el plan para ver si es apropiado y edítelo según sea necesario.
    NOTA: Este paso puede incluir la edición de formas de campo y la renormalización de los campos. Es muy importante que el equipo clínico revise el plan final en su sistema de planificación del tratamiento y realice cualquier edición antes del uso clínico.

5. Subir el Plan Final al sitio web de RPA y revisar la comparación automática del Plan Final y el Plan de RPA

Los pacientes para los que se ha generado un plan RPA aparecerán en el panel de comparación de planes. El panel de comparación de planes proporciona las categorías de estado que se muestran en la Tabla 5 para los pacientes actuales. Para cargar el Plan de Usuario final y revisar una comparación automática del Plan de Usuario y el Plan RPA:

EstadoResumen
Carga pendiente del planEste estado se muestra cuando se ha generado un caso.
TratamientoLa comparación de planes se está procesando.
Carga pendiente del plan: REINTENTARNo es posible comparar planes. El usuario debe revisar los archivos cargados y volver a intentarlo. Entre las posibles razones de este estado se encuentra la carga de los archivos incorrectos.
Comparación Listo–AprobadoEl Informe de comparación de planes está listo para su revisión. Todas las comparaciones de planes superaron los criterios. Es posible que se marquen algunas comparaciones: el usuario debe revisar el informe.
Comparación Listo-FallidoEl Informe de comparación de planes está listo para su revisión. Algunas comparaciones no cumplieron con los criterios establecidos: el usuario debe revisar cuidadosamente el informe y determinar la causa.

Tabla 5: Categorías de estado del paciente para el panel de comparación de planes.

  1. Seleccione el paciente y luego haga clic en Cargar plan.
  2. Seleccione el archivo de estructura DICOM, el plan y los archivos de dosis para cargarlos.
  3. Revise el Informe de comparación de planes seleccionando primero al paciente. A continuación, revise el informe de comparación de planes (Figura 5) que se abre en la parte inferior de la pantalla (en la Figura 5 se muestra un ejemplo).

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Figura 5: Un ejemplo del informe automático de comparación de planes. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Resultados

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

El propósito del panel principal (Figura 1) es proporcionar una visión general rápida del estado de los pacientes actuales en la RPA, permitir una revisión rápida de los planes completados, descargar los planes completados para su revisión y edición en el sistema de planificación del tratamiento del usuario, y proporcionar herramientas avanzadas de navegación y clasificación de pacientes. Para que los pacientes comparezcan aquí, deben tener al menos uno de los siguientes: (1) una tomografía computarizada aceptada o (2) un formulario de servicio aceptado. Las categorías de estado de los pacientes actuales se pueden ver en el panel principal (Tabla 4).

En la Figura 6 se muestra un ejemplo de campo lateral de un plan de radioterapia de todo el cerebro. En la Figura 7 se muestra un ejemplo de campo lateral de un plano de caja de 4 campos basado en puntos de referencia óseos para el cáncer de cuello uterino. En ambos casos, el plan final debe descargarse y luego importarse al sistema de planificación del tratamiento del usuario, donde los resultados deben revisarse, editarse y recalcularse. La RPA también crea un informe final del plan (PDF) que incluye la solicitud de servicio (consulte el ejemplo en la Figura 3), el informe de aprobación de la TC y otros detalles del plan de tratamiento.

El propósito del panel de control de la solicitud de servicio (Tabla 2) es proporcionar una descripción general rápida del estado de la solicitud de servicio para los pacientes actuales en la RPA, crear una nueva solicitud de servicio, aceptar una solicitud de servicio completada y editar una solicitud de servicio. Los pacientes que tienen una solicitud de servicio enviada o aceptada se muestran en este panel, al que pueden acceder todos los usuarios de la RPA. Sin embargo, solo los usuarios registrados en el sistema RPA como oncólogos radioterápicos pueden aceptar una solicitud de servicio.

El propósito del panel de control de TC (Tabla 3) es proporcionar una descripción general rápida del estado de las exploraciones de TC para los pacientes actuales en el RPA, cargar nuevas tomografías computarizadas, revisar y aceptar tomografías computarizadas, y agregar puntos de referencia a las exploraciones de tomografía computarizada. Se agregan puntos de referencia para guiar el RPA en algunas situaciones específicas, como cuando el usuario desea utilizar un borde superior no estándar para planes de caja simples de 4 campos para el cáncer de cuello uterino. Aquí se muestran los pacientes para los que se ha cargado una tomografía computarizada. Cualquier usuario puede ver el panel de control de TC, pero solo los usuarios registrados como usuarios clínicos pueden aceptar las tomografías computarizadas.

Una vez que el usuario ha confirmado su plan final, puede exportarlo desde su TPS y subirlo a la RPA. El propósito de este proceso es proporcionar una forma de verificar que los datos se comunicaron correctamente entre diferentes dispositivos.

Los pacientes para los que se ha generado un plan RPA aparecerán en el panel de comparación de planes. El panel de comparación de planes proporciona las categorías de estado que se muestran en la Tabla 5 para los pacientes actuales.

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Figura 6: Campo lateral típico de la radioterapia de todo el cerebro. Esta vista muestra las proyecciones de los contornos de la estructura, así como las posiciones de los colimadores principales (amarillo) y los colimadores de varias hojas (azul). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Figura 7: Un ejemplo de campo lateral de un plano de caja de 4 campos basado en puntos de referencia óseos para el cáncer de cuello uterino. Esta vista muestra las posiciones de los colimadores principales (amarillo) y los colimadores de varias hojas (azul). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Discusión

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Este protocolo describe los pasos para crear planes de tratamiento automatizados utilizando la RPA. Los pasos clave son (1) la carga y aprobación de la TC, (2) la finalización y aprobación de la solicitud de servicio, (3) la descarga e importación del plan al TPS del usuario y el recálculo de la dosis y la edición del plan, y (4) la carga del plan editado final para compararlo con el plan de RPA. El orden de aprobación del CT y el de la aprobación de la solicitud de servicio son intercambiables. Algunos planes, específicamente los planes de terapia de arco modulado por volumen para el cáncer de cabeza y cuello y de cuello uterino, se crean en un proceso de dos pasos en el que las interacciones adicionales del usuario y los contornos y planes se generan por separado. Sin embargo, en general, los procesos son similares, y esperamos que estos enfoques avanzados de planificación del tratamiento puedan cambiarse a un proceso de un solo paso en el futuro. La aceptabilidad clínica general que se puede esperar de estas herramientas, y de las herramientas que están en desarrollo para futuras versiones, se puede encontrar en nuestro trabajo publicado 10,12,14,15,16,17,18,19,20,21,22.

Estas herramientas tienen varias limitaciones, como se describió en nuestro trabajo anterior, que investigó el riesgo al implementar el Asistente de Planificación de Radiación en clínicas de radioterapia 9,23. Aunque la interfaz de usuario se ha diseñado para minimizar el riesgo de entrada de datos inadecuada, como imágenes de TC que no tienen suficiente campo de visión o errores en la entrada manual de datos, todavía existe la posibilidad de error. Específicamente, el error humano, el sesgo de automatización (dependencia excesiva de los resultados) y el error de software son motivo de preocupación9. La revisión cuidadosa y, si es necesario, la edición de los contornos y planos generados automáticamente es esencial para el uso seguro del Asistente de planificación de radiación. En general, estas revisiones deben seguir el mismo proceso que se sigue para la revisión de los planes clínicos por parte de físicos y oncólogos radioterápicos, aunque esto puede apoyarse en el uso de listas de verificación desarrolladas específicamente para complementar la revisión manual de los planes de tratamiento creados automáticamente24.

Hay situaciones en las que el RPA no podrá generar un plan y reportará un error al usuario. En casi todos los casos, esto se debe a que el RPA encuentra datos inesperados que no puede interpretar, como un campo de visión o una posición del paciente insuficientes (por ejemplo, si se tomó una imagen de TC utilizando un protocolo supino, pero con el paciente en posición prona). Es posible que el usuario pueda identificar el problema en función de dónde se notifique el error. En la mayoría de los casos, estas situaciones solo se pueden remediar mediante el contorno manual o la planificación. Es posible que el equipo de RPA también pueda revisar los archivos de registro para identificar el problema.

El RPA ha sido diseñado y desarrollado específicamente para llevar herramientas de autocontorno y autoplanificación de alta calidad a las clínicas con recursos limitados, especialmente aquellas en países de ingresos bajos y medios. Actualmente estamos trabajando en los procesos regulatorios, legales y administrativos que conducirán a que la RPA se utilice clínicamente. Una vez que eso suceda, esperamos monitorear cuidadosamente el uso y realizar cambios en el flujo de trabajo o las interfaces de usuario en respuesta a cualquier riesgo imprevisto u otros comentarios de los usuarios. El objetivo es proporcionar herramientas que apoyen los servicios de radioterapia, de modo que los equipos clínicos locales puedan ampliar sus esfuerzos, mejorando el acceso a planes de radioterapia consistentes y de alta calidad. Esperamos que esto conduzca a mejores resultados para los pacientes, así como a una reducción de los tiempos de espera. Aunque el portafolio actual se limita a cánceres de cabeza y cuello, mama y cuello uterino, así como irradiación de todo el cerebro para metástasis cerebrales, estamos trabajando en tratamientos adicionales que se incorporarán en futuras versiones 17,18,19.

Divulgaciones

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

LEC tiene opciones sobre acciones en Leo Cancer Care. HB trabaja ahora en Varian Medical Systems. AJ tiene un puesto de consultor en Genentech. JB tiene un puesto de consultor en Icon Cancer Care; WS tiene un puesto de consultoría en IBA Dosimetry; JY ha recibido fondos para viajes de SunNuclear Corp; HS ha recibido honorarios de Cipla.

Agradecimientos

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Este trabajo fue financiado por el Instituto Nacional del Cáncer y el Wellcome Trust, con el apoyo adicional de Varian Medical Systems. Nuestro sistema actual utiliza Eclipse para las funciones de planificación del tratamiento. También nos gustaría agradecer a Ann Sutton de Servicios de Edición, Biblioteca Médica de Investigación, UT MD Anderson Cancer Center. Además de la financiación institucional para el desarrollo de RPA, nuestros equipos de investigación reciben financiación del Instituto de Prevención e Investigación del Cáncer de Texas (CPRIT) y del Fondo para la Innovación en Informática del Cáncer del MD Anderson de la Universidad de Texas.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Asistente de Planificación de la RadiaciónMD Anderson Cancer Centernapágina web

Referencias

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. 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).
  2. 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).
  3. Atun, R., et al. Expanding global access to radiotherapy. The Lancet. Oncology. 16 (10), 1153-1186 (2015).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Court, L. E., et al. Radiation Planning Assistant - a streamlined, fully automated radiotherapy treatment planning system. Journal of Visualized Experiments. (134), e57411(2018).
  9. 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).
  10. Kisling, K., et al. Automated treatment planning of postmastectomy radiotherapy. Medical Physics. 46 (9), 3767-3775 (2019).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. Rhee, D. J., et al. Automated radiation treatment planning for cervical cancer. Seminars in Radiation Oncology. 30 (4), 340-347 (2020).
  15. Rhee, D. J., et al. Automatic contouring system for cervical cancer using convolutional neural networks. Medical Physics. 47 (11), 5648-5658 (2020).
  16. Xiao, Y., et al. Automated WBRT treatment planning via deep learning auto-contouring and customizable landmark-based field aperture design. arXiv. , (2022).
  17. Hernandez, S., et al. Automating the treatment planning process for 3D-conformal pediatric craniospinal irradiation therapy. Pediatric Blood & Cancer. 70 (3), e30164(2023).
  18. Huang, K., et al. Automation of radiation treatment planning for rectal cancer. Journal of Applied Clinical Medical Physics. 23 (9), e13712(2022).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. Rhee, D. J., et al. Automatic detection of contouring errors using convolutional neural networks. Medical Physics. 46 (11), 5086-5097 (2019).
  23. Kisling, K., et al. A risk assessment of automated treatment planning and recommendations for clinical deployment. Medical Physics. 46 (6), 2567-2574 (2019).
  24. 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).

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