Rayonnement planification Assistant - une rationalisation, entièrement automatisé système de planification des traitements de radiothérapie
11 avril 2018
La radiothérapie est le traitement du cancer très complexe qui nécessite plusieurs spécialistes créer un plan de traitement et fournir l’assurance qualité (QA) avant la livraison à un patient. Ce protocole décrit l’utilisation d’un système entièrement automatisé, le rayonnement Planning Assistant (APR), pour créer des plans de traitement de rayonnement de haute qualité.
Ce protocole décrit l’utilisation d’un système entièrement automatisé, l’assistant de planification des rayonnements, pour créer des plans de radiothérapie de haute qualité. Ainsi, l’assistant de planification des rayonnements, ou RPA, peut améliorer le flux de travail de planification du traitement, ce qui devrait être particulièrement utile pour les cliniques qui disposent de ressources limitées. La RPA automatise également la majeure partie du processus de contournage.
Cela devrait réduire considérablement le temps que le radio-oncologue doit consacrer au plan de traitement. Les algorithmes utilisés par la RPA ont été largement évalués par des radio-oncologues expérimentés, y compris l’évaluation quantitative des distributions de doses. De nombreuses parties de la RPA, y compris le contournage des tissus normaux pour les plans de la tête et du cou, sont maintenant couramment utilisées dans notre pratique clinique.
J’utilise également la création automatique de champs pour le cancer du col de l’utérus dans ma pratique quotidienne. L’utilisateur doit s’habituer à de nouvelles interfaces, notamment les interfaces d’approbation de plan et d’approbation de CT. La démonstration visuelle fournie ici devrait vous aider.
Ouvrez l’espace de travail Ordre de planification à l’aide de l’icône autonome ou à partir de l’espace de travail du centre de contrôle de l’Assistant de planification des rayonnements. Pour créer un nouvel ordre de plan, cliquez d’abord sur Nouveau. Terminez la première section, Données démographiques.
Entrez le numéro de dossier médical et le nom du patient. Sélectionnez le site de traitement approprié. Choisissez parmi la tête et le cou, le col de l’utérus, la poitrine et autres.
Ensuite, complétez la deuxième section, le traitement général. Répondez aux questions sur le sexe/l’état de grossesse, les radiations antérieures, le stimulateur cardiaque et d’autres implants. Répondez à la question sur le démarrage automatique ou le technicien.
Ensuite, complétez la troisième section, Spécifique au traitement. Sélectionnez le site primaire de la tête et du cou et l’atteinte lymphatique positive en sélectionnant le bouton radio approprié. Les sections suivantes sont automatiquement sélectionnées en fonction de ces choix.
Confirmez ou modifiez les sections sur la couverture du col cervical et des ganglions lymphatiques rétropharyngés en sélectionnant le bouton radio approprié. Ensuite, sélectionnez la case d’option appropriée pour indiquer si elles correspondent à CTV1 ou CTV2. Ensuite, sélectionnez la machine de traitement et la technique de traitement.
Sélectionnez l’approche de traitement en cliquant sur le bouton radio approprié. Confirmez ou modifiez l’ordonnance du traitement. Pour modifier l’ordonnance, entrez les fractions de doses requises dans les zones de texte.
Ensuite, confirmez la pertinence des contraintes de dose tissulaire normales. Enregistrez l’ordre du plan et un PDF de l’ordre du plan sera généré. Examinez l’ordonnance finale du plan.
Si l’ordre final du plan est correct, cliquez sur Approuver. Pour approuver les images CT, cliquez sur l’icône d’approbation CT. Cliquez sur le scanner à approuver.
Examinez les coupes CT centrées sur l’isocentre. Cliquez sur Tout charger pour voir toutes les images CT. Vérifiez l’emplacement de l’isocentre et la qualité de l’image CT.
Si les images CT, le nombre de coupes, l’orientation et les données sont corrects, cliquez sur approuvé. Attendez que l’état des données du patient indique W dans le centre de contrôle. Il est maintenant prêt pour l’examen du contouring.
Cliquez sur l’icône W ou sur Approbation du retour sur investissement. L’espace de travail de révision et d’approbation des contours s’ouvre. Passez en revue tous les tissus profilés et les cibles.
Pour modifier les structures, sélectionnez d’abord la structure qui vous intéresse dans la liste déroulante. Ensuite, cliquez sur l’icône de coup de pouce et modifiez le contour de chaque tranche de TC. Si nécessaire, délimitez manuellement le volume tumoral brut et les ganglions lymphatiques positifs.
Pour ce faire, sélectionnez la structure qui vous intéresse dans la liste déroulante. Cliquez sur l’icône de délimitation manuelle et dessinez la structure de chaque tranche de TC. Ensuite, créez un volume cible clinique pour les cas de tête et de cou.
Pour augmenter la VGT dans les ganglions lymphatiques positifs, cliquez sur VGT en VCT. Pour dessiner manuellement CTV1, sélectionnez CTV1 dans la liste des structures. Cliquez sur l’icône de délimitation manuelle et dessinez la structure de chaque tranche de TC.
Examinez et modifiez CTV1 si nécessaire. Cliquez sur CTV vers PTV et révisez. Modifiez si nécessaire, mais n’oubliez pas que ces extensions tiennent compte des nombreuses incertitudes liées au contouring et à la configuration du patient.
Pour modifier le PTV, sélectionnez-le approprié dans la liste déroulante. Cliquez sur l’icône de coup de pouce ou sur l’une des autres icônes d’édition. Passez en revue tous les contours, puis cliquez sur Approuver le retour sur investissement.
Une fois les retours sur investissement approuvés, le processus de planification du traitement se poursuivra automatiquement. Faites attention aux messages d’avertissement et ajoutez des notes explicatives si nécessaire. Passez en revue le plan de traitement lorsqu’il est prêt.
Il apparaît sous la forme d’un document de révision de plan dans le centre de contrôle. Effectuer l’examen technique et le transfert final du plan comme décrit dans le protocole texte. La distribution de la dose d’un plan VMAT généré automatiquement pour un patient atteint d’un carcinome épidermoïde de la base de la langue est illustrée ici.
L’examen effectué par un radio-oncologue traitant a confirmé que ce plan était acceptable pour le traitement. Les zones ombrées indiquent les volumes cibles de planification. Le rouge correspond au PTV1, le bleu au PTV2 et le jaune au PTV3.
Les lignes montrent la distribution isodose du plan généré automatiquement. Voici les ouvertures de champ générées automatiquement pour un traitement en boîte à quatre champs pour une patiente atteinte d’un cancer du col de l’utérus. L’examen par un radio-oncologue expérimenté a confirmé la pertinence clinique de 90 à 96 % de ces champs.
En moyenne, ces plans prenaient 21 minutes. Vous trouverez ici des instructions illustrées conçues pour faciliter l’examen des dossiers pour les plans de radiothérapie générés automatiquement à l’aide de la RPA. Cette page d’exemple est destinée à l’examen du contour du corps généré automatiquement.
Il comprend les résultats de l’algorithme principal, quelques questions pour l’utilisateur et un cas de bibliothèque que l’utilisateur peut examiner. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de créer des plans de traitement de radiothérapie à l’aide de l’assistant de planification des rayonnements. Il est important de se rappeler que les plans générés par l’ATR doivent être examinés par du personnel qualifié, y compris des radio-oncologues et des physiciens médicaux.
Afin d’améliorer la qualité initiale du plan, le RPA comprend des calculs internes et indépendants approfondis. Ceux-ci sont utilisés pour vérifier automatiquement la qualité des différents aspects du plan de traitement, y compris les calculs, les ouvertures de champ et les contours. Actuellement, la RPA peut créer automatiquement des plans VMAT pour les traitements de la tête et du cou et des plans à quatre champs pour les traitements du cancer du col de l’utérus.
Nous ajoutons activement des sites anatomiques supplémentaires, y compris la paroi thoracique.
Aperçu
Ce protocole décrit l'utilisation d'un système entièrement automatisé, l'Assistant de planification de la radiothérapie (Radiation Planning Assistant, RPA), permettant d'élaborer des plans de traitement radiothérapeutique de haute qualité. Le RPA améliore le flux de travail de la planification du traitement et automatise la majeure partie du processus de délimitation des contours, réduisant ainsi de façon significative le temps requis par les oncologues radiothérapeutes.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Radiothérapie
- Traitement du cancer
- Planification automatisée du traitement
Contexte
- La radiothérapie est complexe et nécessite une collaboration entre spécialistes.
- L'assurance qualité est essentielle avant la délivrance du traitement.
- Le RPA a été évalué par des oncologues radiothérapeutes expérimentés.
- Les systèmes automatisés peuvent améliorer l'efficacité dans les cliniques disposant de ressources limitées.
Objectif de l'étude
- Optimiser le processus de planification du traitement par rayonnement.
- Réduire la charge de travail des oncologues en radiothérapie.
- Garantir des plans de traitement de haute qualité grâce à l'automatisation.
Méthodes utilisées
- Utilisation de l'assistant de planification de la radiothérapie (RPA).
- Délimitation automatisée des volumes tumoraux et des tissus sains.
- Création pas à pas des plans de traitement via des interfaces utilisateur.
- Procédures d'examen et d'approbation impliquant des oncologues radiothérapeutes.
Résultats principaux
- La RPA a été intégrée à la pratique clinique courante.
- Les plans générés par la RPA se sont révélés cliniquement appropriés.
- En moyenne, la conception des plans de traitement prenait 21 minutes.
- Des calculs internes approfondis permettent de vérifier la qualité des plans générés.
Conclusions
- La RPA améliore considérablement l'efficacité de la planification du traitement par rayonnement.
- Les systèmes automatisés peuvent améliorer la qualité des soins dans les contextes à ressources limitées.
- Les plans générés nécessitent un examen approfondi par du personnel qualifié.
Questions fréquemment posées
Pertinence industrielle pour les cadres
L'Assistant de planification de la radiothérapie (RPA) simplifie la planification du traitement par radiothérapie en automatisant la délimitation des contours et la génération du plan, réduisant ainsi la charge de travail des oncologues et améliorant l'efficacité du flux de travail. Cette automatisation favorise une production de plans uniforme et de haute qualité, particulièrement précieuse dans les environnements cliniques aux ressources limitées. En s'intégrant aux systèmes commerciaux de planification du traitement et de vérification de la dose, le RPA permet des processus de planification évolutifs et reproductibles, compatibles avec les besoins de modélisation prédictive en phase de découverte et de validation translationnelle dans le développement de médicaments en oncologie.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Permet la vérification d'hypothèses sur la sensibilité aux radiations dans des modèles précliniques en générant des protocoles de traitement standardisés et reproductibles.
- Valeur opérationnelle : Réduit la variabilité des doses de rayonnement, facilitant ainsi une évaluation fiable de la réponse tumorale et de la toxicité tissulaire normale dans les études de validation ciblée.
Développement de tests et criblage
- Valeur scientifique : Fournit des sorties quantifiables de distribution de dose qui peuvent être corrélées à l'expression de biomarqueurs ou à des profils génétiques dans les tests de criblage.
- Valeur opérationnelle : Automatise la génération de plans, augmentant ainsi le débit et la reproductibilité pour le criblage à haut débit de radiosensibilisateurs ou de radioprotecteurs.
Recherche translationnelle et préclinique
- Valeur scientifique : Permet la réduction des risques mécanistiques en assurant une délivrance précise de rayonnement guidée par l’imagerie dans des modèles pertinents pour la maladie, améliorant ainsi la confiance prédictive concernant l’index thérapeutique.
- Valeur opérationnelle : Facilite la continuité entre la découverte et la validation préclinique grâce à des procédures de planification standardisées qui réduisent la variabilité technique.
Intégration du pipeline et du flux de travail
La RPA s'inscrit dans la continuité de la découverte en oncologie en permettant une exposition standardisée aux radiations dans les modèles précliniques, soutenant ainsi l'identification de composés candidats et les travaux précliniques grâce à une administration de traitement cohérente et quantifiable.
- Biologie de la découverte : Facilite la vérification d'hypothèses en permettant un dosage précis et automatisé des radiations dans des modèles in vitro et in vivo afin de clarifier le rôle des voies impliquées dans la réponse aux radiations.
- Criblage : Améliore la préparation des tests en générant des protocoles de traitement reproductibles, permettant une comparaison fiable des effets des composés selon différentes conditions.
- Analyse : Fournit des histogrammes quantitatifs de dose-volume et des distributions d'isodoses qui permettent aux équipes de comparer la qualité des plans de radiothérapie et leur impact biologique.
- Recherche translationnelle : Assure une continuité préclinique en proposant une planification assistée par imagerie qui reproduit les protocoles cliniques, soutenant ainsi une conception d'étude alignée sur les biomarqueurs.
- Réutilisation institutionnelle : Fonctionne comme une capacité de planification réutilisable dans plusieurs projets, réduisant le temps de configuration et garantissant une cohérence dans les études basées sur les radiations.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Confiance prédictive dans la réponse au rayonnement, réduction de l'ambiguïté mécanistique dans les compromis tumeur-tissu normal.
- Valeur opérationnelle : Normalisation, reproductibilité et évolutivité de la planification du traitement entre les études et les sites.
- Valeur stratégique : Meilleures décisions d'aller ou de ne pas aller de l'avant dans le développement de thérapies combinées avec radionucléides ou rayonnements, efficacité du capital et réduction des risques biologiques tardifs.
- Impact sur le portefeuille : Priorisation ajustée au risque des agents modulant le rayonnement, fondée sur une qualité de planification cohérente et vérifiable.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Expertise requise en oncologie radiothérapeutique, en physique médicale et en utilisation des logiciels de planification de traitement.
- Nécessité d'une intégration avec les systèmes commerciaux de planification de traitement et les outils de vérification secondaire de la dose via une interface de programmation (API).
- Standardisation des exigences en entrée : ordonnance de plan de traitement approuvée et image de tomodensitométrie de simulation.
- Prise en compte des adaptations nécessaires selon les différents sites anatomiques et modalités de traitement (par exemple, VMAT par rapport aux champs fixes).
- Dépendance à l'examen par du personnel qualifié pour l'approbation finale du plan, malgré l'automatisation des étapes de délimitation et de planification.
