Pianificazione Assistente - una struttura snella, radiazione completamente automatizzato sistema di pianificazione del trattamento di radioterapia
11 aprile 2018
La radioterapia è un trattamento del cancro altamente complesso che richiede più specialisti creare un piano di trattamento e fornire garanzia di qualità (QA) prima della consegna ad un paziente. Questo protocollo descrive l'uso di un sistema completamente automatizzato, la radiazione Planning Assistant (RPA), per creare piani di trattamento di radiazione di alta qualità.
Questo protocollo descrive l'uso di un sistema completamente automatizzato, il Radiation Planning Assistant, per creare piani di radiotrattamento di alta qualità. Quindi il Radiation Planning Assistant, o RPA, può migliorare il flusso di lavoro della pianificazione del trattamento, dovrebbe essere particolarmente utile per le cliniche che hanno risorse limitate. L'RPA automatizza anche la maggior parte del processo di contornatura.
Ciò dovrebbe ridurre significativamente la quantità di tempo che l'oncologo radioterapista deve dedicare al piano di trattamento. Gli algoritmi utilizzati dall'RPA sono stati ampiamente valutati da oncologi radioterapisti esperti, compresa la valutazione quantitativa delle distribuzioni della dose. Molte parti dell'RPA, tra cui il contorno del tessuto normale per i piani della testa e del collo, sono ora in uso di routine nella nostra pratica clinica.
Sto anche utilizzando la creazione automatica del campo per il cancro del collo dell'utero nella mia pratica quotidiana. L'utente deve abituarsi ad alcune nuove interfacce, tra cui le interfacce di approvazione del piano e di approvazione CT. La dimostrazione visiva fornita qui dovrebbe aiutare in questo.
Aprire l'area di lavoro Pianifica ordine utilizzando l'icona autonoma o dall'area di lavoro del centro di controllo Radiation Planning Assistant. Per creare un nuovo ordine di piano, fare clic su Nuovo. Completa la prima sezione, Demografia.
Inserire il numero della cartella clinica e il nome del paziente. Selezionare il sito di trattamento appropriato. Scegli tra testa e collo, cervice, seno e altri.
Successivamente, completa la seconda sezione, trattamento generale. Completa le domande su sesso/stato di gravidanza, precedenti radiazioni, pacemaker e altri impianti. Completa la domanda sull'avvio automatico o sul tecnico.
Quindi, completa la sezione tre, Trattamento specifico. Selezionare il sito primario della testa e del collo e il coinvolgimento linfatico positivo selezionando il pulsante di opzione appropriato. Le sezioni successive vengono selezionate automaticamente in base a queste scelte.
Confermare o modificare le sezioni sul collo cervicale e sulla copertura linfonodale retrofaringea selezionando l'apposito pulsante di opzione. Quindi, selezionare il pulsante di opzione appropriato per indicare se questi corrispondono a CTV1 o CTV2. Quindi, selezionare la macchina di trattamento e la tecnica di trattamento.
Selezionare l'approccio terapeutico facendo clic sul pulsante di opzione appropriato. Confermare o modificare la prescrizione del trattamento. Per modificare la prescrizione, inserire le dosi di frazione richieste nelle caselle di testo.
Quindi, confermare l'adeguatezza dei normali vincoli di dose tissutale. Salva l'ordine del piano e verrà generato un PDF dell'ordine del piano. Esamina l'ordine del piano finale.
Se l'ordine del piano finale è corretto, fare clic su Approva. Per approvare le immagini CT, fare clic sull'icona Approvazione CT. Fare clic sulla TAC che deve essere approvata.
Esaminare le sezioni CT centrate sull'isocentro. Fare clic su Carica tutto per rivedere tutte le immagini CT. Esamina la posizione dell'isocentro e la qualità dell'immagine CT.
Se le immagini TC, il numero di sezioni, l'orientamento e i dati sono corretti, fare clic su approvato. Attendere che lo stato dei dati del paziente indichi W nel centro di controllo. Ora è pronto per la revisione del contouring.
Fare clic sull'icona W o su Approvazione ROI. Si aprirà l'area di lavoro di revisione e approvazione del contorno. Rivedere tutti i tessuti sagomati e i target.
Per modificare le strutture, selezionare prima la struttura di interesse dall'elenco a discesa. Quindi, fai clic sull'icona di spinta e modifica il contorno su ciascuna fetta CT. Se necessario, delineare manualmente il volume tumorale lordo e i linfonodi positivi.
A tale scopo, selezionare la struttura di interesse dall'elenco a discesa. Fare clic sull'icona di delineazione manuale e disegnare la struttura su ciascuna fetta CT. Successivamente, creare il volume target clinico per i casi di testa e collo.
Per espandere il GTV nei linfonodi positivi, fare clic su GTV to CTV. Per disegnare manualmente CTV1, selezionare CTV1 dall'elenco delle strutture. Fare clic sull'icona di delineazione manuale e disegnare la struttura su ciascuna fetta CT.
Rivedere e modificare CTV1 se necessario. Clicca su CTV su PTV e rivedi. Modificare se necessario, ma ricordare che queste espansioni tengono conto delle numerose incertezze sia nel contorno che nella configurazione del paziente.
Per modificare il PTV, selezionare il PTV appropriato dall'elenco a discesa. Fai clic sull'icona di spinta o su una delle altre icone di modifica. Esamina tutti i contorni e quindi fai clic su Approva ROI.
Una volta approvate le ROI, il processo di pianificazione del trattamento procederà automaticamente. Prestare attenzione a eventuali messaggi di avviso e aggiungere note esplicative se necessario. Rivedi il piano di trattamento quando è pronto.
Viene visualizzato come documento di revisione del piano nel centro di controllo. Eseguire la revisione tecnica e il trasferimento finale del piano come descritto nel protocollo di testo. Di seguito è mostrata la distribuzione della dose per un piano VMAT generato automaticamente per un paziente con una base di carcinoma a cellule squamose della lingua.
Una revisione da parte di un oncologo radioterapista ha confermato che questo piano era accettabile per il trattamento. Le aree ombreggiate mostrano i volumi target di pianificazione. Il rosso corrisponde al PTV1, il blu al PTV2 e il giallo al PTV3.
Le righe mostrano la distribuzione isodosica del piano generato automaticamente. Qui sono mostrate le aperture di campo generate automaticamente per un trattamento a quattro campi per un paziente con cancro cervicale. La revisione da parte di un oncologo radioterapista esperto ha confermato l'appropriatezza clinica del 90-96% di questi campi.
In media, questi piani richiedevano 21 minuti. Di seguito sono riportate le istruzioni illustrate progettate per facilitare la revisione della cartella clinica per i piani di radioterapia generati automaticamente utilizzando l'RPA. Questa pagina di esempio serve per la revisione del contorno del corpo generato automaticamente.
Include i risultati dell'algoritmo primario, alcune domande per l'utente e un Library Case che l'utente deve esaminare. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come creare piani di trattamento radioterapico utilizzando l'assistente alla pianificazione delle radiazioni. È importante ricordare che i piani generati dall'RPA devono essere esaminati da personale qualificato, inclusi radioterapisti e fisici medici.
Al fine di migliorare la qualità iniziale del piano, l'RPA include calcoli interni e indipendenti approfonditi. Questi vengono utilizzati per verificare automaticamente la qualità dei singoli aspetti del piano di trattamento, inclusi i calcoli, le aperture di campo e i contorni. Attualmente, l'RPA può creare automaticamente piani VMAT per i trattamenti della testa e del collo e piani a quattro campi per i trattamenti del cancro cervicale.
Stiamo aggiungendo attivamente ulteriori siti anatomici, tra cui la parete toracica.
Panoramica
Questo protocollo descrive l'utilizzo di un sistema completamente automatizzato, l'Assistente per la Pianificazione della Radioterapia (RPA), per creare piani di trattamento radiante di alta qualità. L'RPA migliora il flusso di lavoro della pianificazione del trattamento e automatizza la maggior parte del processo di delineazione, riducendo in modo significativo il tempo richiesto agli oncologi radioterapisti.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Terapia radiante
- Trattamento del cancro
- Pianificazione automatizzata del trattamento
Sfondo
- La radioterapia è complessa e richiede collaborazione tra specialisti.
- L'assicurazione di qualità è fondamentale prima dell'erogazione del trattamento.
- L'RPA è stato valutato da radiologi oncologi esperti.
- I sistemi automatizzati possono migliorare l'efficienza nelle strutture con risorse limitate.
Scopo dello studio
- Ottimizzare il processo di pianificazione del trattamento radiante.
- Ridurre il carico di lavoro degli oncologi radioterapisti.
- Garantire piani di trattamento di alta qualità attraverso l'automazione.
Metodi Utilizzati
- Utilizzo del Radiation Planning Assistant (RPA).
- Delimitazione automatica dei volumi di tessuto normale e del tumore.
- Creazione passo dopo passo dei piani di trattamento mediante interfacce utente.
- Processi di revisione e approvazione che coinvolgono oncologi radioterapisti.
Risultati principali
- L'RPA è stata integrata nella pratica clinica di routine.
- I piani di trattamento generati dall'RPA sono stati confermati come clinicamente appropriati.
- In media, la creazione dei piani di trattamento richiedeva 21 minuti.
- Calcoli interni approfonditi verificano la qualità dei piani generati.
Conclusioni
- L'RPA migliora significativamente l'efficienza della pianificazione del trattamento radiante.
- I sistemi automatizzati possono migliorare la qualità dell'assistenza in contesti con risorse limitate.
- I piani generati richiedono una revisione accurata da parte di personale qualificato.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale Esecutiva
L'Assistente per la Pianificazione Radiante (RPA) semplifica la pianificazione del trattamento radioterapico automatizzando la definizione dei contorni e la generazione del piano, riducendo il carico di lavoro dell'oncologo e migliorando l'efficienza del flusso di lavoro. Questa automazione favorisce un output di piano coerente e di alta qualità, particolarmente utile in contesti clinici con risorse limitate. Integrando RPA con sistemi commerciali di pianificazione del trattamento e verifica della dose, è possibile ottenere processi di pianificazione scalabili e riproducibili, allineati alle esigenze di modellazione predittiva e di validazione traslazionale nella fase di scoperta dello sviluppo di farmaci oncologici.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo di Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione dell'Obiettivo
- Valore scientifico: Consente la verifica di ipotesi sulla sensibilità alle radiazioni in modelli preclinici generando piani di trattamento standardizzati e riproducibili.
- Valore operativo: Riduce la variabilità nella somministrazione della dose di radiazioni, favorendo una valutazione affidabile della risposta tumorale e della tossicità nei tessuti normali negli studi di validazione degli obiettivi terapeutici.
Sviluppo di screening e saggi
- Valore scientifico: Fornisce output quantificabili sulla distribuzione della dose che possono essere correlati all'espressione di biomarcatori o a profili genetici nei saggi di screening.
- Valore operativo: Automatizza la generazione del piano, aumentando la produttività e la coerenza nello screening ad alto volume di radiosensibilizzatori o radioprotettori.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Supporta la riduzione del rischio meccanicistico consentendo una somministrazione precisa della radiazione guidata da immagini in modelli pertinenti alla malattia, migliorando la fiducia predittiva sull'indice terapeutico.
- Valore operativo: Favorisce la continuità dalla scoperta alla validazione preclinica attraverso flussi di lavoro standardizzati di pianificazione che riducono la variabilità tecnica.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
L'RPA si inserisce nel percorso di scoperta in oncologia consentendo un'esposizione standardizzata alle radiazioni in modelli preclinici, sostenendo l'identificazione dei composti promettenti e le attività precliniche attraverso una somministrazione del trattamento costante e quantificabile.
- Biologia della Scoperta: Supporta la verifica delle ipotesi consentendo dosi di radiazione precise e automatizzate in modelli in vitro e in vivo per chiarire il coinvolgimento delle vie di risposta alle radiazioni.
- Screening: Migliora la prontezza dei saggi generando piani di trattamento riproducibili che permettono un confronto affidabile degli effetti dei composti in diverse condizioni.
- Analisi: Fornisce istogrammi quantitativi della dose-volume e distribuzioni di isodose che consentono ai team di confrontare la qualità del piano radiante e l'impatto biologico.
- Ricerca Translazionale: Si collega alla continuità preclinica fornendo una pianificazione guidata da immagini che rispecchia i protocolli clinici, sostenendo la progettazione di studi allineati ai biomarcatori.
- Riutilizzo Aziendale: Funziona come capacità di pianificazione riutilizzabile in più progetti, riducendo i tempi di configurazione e garantendo coerenza negli studi basati sulle radiazioni.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Previsione affidabile della risposta alle radiazioni, riduzione dell'ambiguità meccanicistica nei compromessi tra tessuto tumorale e tessuto normale.
- Valore operativo: Standardizzazione, riproducibilità e scalabilità della pianificazione del trattamento tra studi e sedi diverse.
- Valore strategico: Migliori decisioni di avanzamento o interruzione nello sviluppo di terapie combinate con radionuclidi o radiazioni, maggiore efficienza nell'uso del capitale e riduzione del rischio biologico in fase avanzata.
- Impatto sul portafoglio: Prioritizzazione corretta per rischio di agenti modulatori delle radiazioni, basata su una qualità di pianificazione costante e verificabile.
Considerazioni sull'implementazione
- Esperienza richiesta in radioterapia, fisica medica e utilizzo di software di pianificazione del trattamento.
- Necessità di integrazione con sistemi commerciali di pianificazione del trattamento e strumenti secondari di verifica della dose tramite API.
- Standardizzazione dei requisiti di input: ordine di piano di trattamento approvato e immagine TC di simulazione.
- Considerazioni sull'adattamento a diversi siti anatomici e modalità di trattamento (ad esempio, VMAT rispetto a campo fisso).
- Dipendenza dalla revisione da parte di personale qualificato per l'approvazione finale del piano, nonostante l'automazione dei passaggi di delineazione e pianificazione.
