Straling Plan Assistant - een gestroomlijnde, geautomatiseerde volledig behandeling van de radiotherapie Planning systeem
11 april 2018
Radiotherapie is een zeer complexe kankerbehandeling waarvoor meerdere specialisten voor het maken van een behandelplan en zorgt voor kwaliteitsborging (QA) voorafgaand aan levering aan een patiënt. Dit protocol beschrijft het gebruik van een volledig geautomatiseerd systeem, de straling Planning-assistent (RPA), kwalitatief hoogwaardige straling behandeling plannen maken.
Dit protocol beschrijft het gebruik van een volledig geautomatiseerd systeem, de Radiation Planning Assistant, om hoogwaardige bestralingsbehandelingsplannen te maken. Dus de Radiation Planning Assistant, of RPA, kan het behandelingsplanningswerkproces verbeteren, zou vooral nuttig zijn voor klinieken met beperkte middelen. De RPA automatiseert ook het grootste deel van het contourproces.
Dit zou de hoeveelheid tijd die de radiotherapeut nodig heeft om aan het behandelingsplan te besteden aanzienlijk moeten verminderen. De algoritmen die door de RPA worden gebruikt, zijn uitgebreid geëvalueerd door ervaren radiotherapeuten, inclusief kwantitatieve evaluatie van dosisdistributies. Veel delen van de RPA, inclusief het contouren van normaal weefsel voor hoofd- en nekplannen, worden nu in routine gebruikt in onze klinische praktijk.
Ik gebruik ook de automatische veldcreatie voor baarmoederhalskanker in mijn dagelijkse praktijk. De gebruiker moet wennen aan enkele nieuwe interfaces, inclusief plangoedkeuring en CT-goedkeuring interfaces. De visuele demonstratie die hier wordt gegeven, zou hierbij moeten helpen.
Open de Plan Order werkruimte met behulp van de standalone-pictogram of vanuit de Radiation Planning Assistant control center werkruimte. Om een nieuwe Plan Order te maken, klikt u eerst op Nieuw. Vul sectie één, Demografie, in.
Voer het medisch dossiernummer en de patiëntnaam in. Selecteer de juiste behandelingslocatie. Kies uit hoofd en nek, cervix, borst en andere.
Voltooi vervolgens sectie twee, algemene behandeling. Vul de vragen in over geslacht/zwangerschapsstatus, eerdere bestraling, pacemaker en andere implantaten. Vul de vraag in over automatisch starten of technieker.
Vervolgens, vul sectie drie, Specifiek voor de behandeling, in. Selecteer de primaire locatie hoofd en nek en positieve lymfe-involutie door de juiste radioknop te selecteren. Volgende secties worden automatisch geselecteerd op basis van deze keuzes.
Bevestig of wijzig de secties over cervicale nek en retrofaryngeale lymfeknopen door de juiste radioknop te selecteren. Selecteer vervolgens de juiste radioknop om aan te geven of deze overeenkomen met CTV1 of CTV2. Selecteer vervolgens de behandelingsmachine en behandelingstechniek.
Selecteer de behandelingsaanpak door op de juiste radioknop te klikken. Bevestig of wijzig de behandelingsvoorschrift. Om het voorschrift te wijzigen, voert u de vereiste fractiedosissen in de tekstvakken in.
Bevestig vervolgens de geschiktheid van de dosisbeperkingen voor normaal weefsel. Sla de Plan Order op en er wordt een PDF van de Plan Order gegenereerd. Bekijk de definitieve Plan Order.
Als de definitieve Plan Order correct is, klikt u op Goedkeuren. Om CT-beelden goed te keuren, klikt u op het CT Goedkeuring pictogram. Klik op de CT-scan die moet worden goedgekeurd.
Bekijk de CT-sneden gecentreerd op de isocenter. Klik op Alles laden om alle CT-beelden te bekijken. Controleer de locatie van de isocenter en de kwaliteit van het CT-beeld.
Als de CT-beelden, het aantal sneden, oriëntatie en gegevens correct zijn, klikt u op goedgekeurd. Wacht tot de patiëntgegevensstatus W in het controlecentrum aangeeft. Het is nu klaar voor contourbeoordeling.
Klik op het W pictogram of op ROI Goedkeuring. De contourbeoordeling en goedkeuring werkruimte wordt geopend. Bekijk alle gecontourde weefsels en doelen.
Om structuren te bewerken, selecteert u eerst de structuur van belang uit de vervolgkeuzelijst. Klik vervolgens op het nudge pictogram en bewerk de contour op elke CT-snede. Indien nodig, omcirkel de grove tumorvolume en positieve lymfeknopen handmatig.
Om dit te doen, selecteert u de structuur van belang uit de vervolgkeuzelijst. Klik op het handmatig omcirkelen pictogram en teken de structuur op elke CT-snede. Maak vervolgens een klinisch doelvolume voor hoofd- en nekgevallen.
Om de GTV in positieve lymfeknopen uit te breiden, klikt u op GTV naar CTV. Om CTV1 handmatig te tekenen, selecteert u CTV1 uit de lijst met structuren. Klik op het handmatig omcirkelen pictogram en teken de structuur op elke CT-snede.
Bekijk en bewerk CTV1 indien nodig. Klik op CTV naar PTV en bekijk. Bewerk indien nodig, maar onthoud dat deze uitbreidingen rekening houden met de vele onzekerheden in zowel contour als patiëntvoorbereiding.
Om de PTV te bewerken, selecteert u de juiste PTV uit de vervolgkeuzelijst. Klik op het nudge pictogram of een van de andere bewerkingspictogrammen. Bekijk alle contouren en klik vervolgens op ROI Goedkeuren.
Zodra de ROI's zijn goedgekeurd, zal het behandelingsplanningsproces automatisch doorgaan. Let op eventuele waarschuwingsberichten en voeg zo nodig verklarende notities toe. Bekijk het behandelplan wanneer het klaar is.
Het verschijnt als een planbeoordelingsdocument in het controlecentrum. Voer de technische beoordeling en de definitieve planoverdracht uit zoals beschreven in het tekstprotocol. De dosisverdeling voor een automatisch gegenereerd VMAT-plan voor een patiënt met een plaveiselcelcarcinoom van de tongbasis wordt hier getoond.
Een beoordeling door een radiotherapeut bevestigde dat dit plan acceptabel was voor behandeling. De gearceerde gebieden tonen de planningsdoelvolumes. Rood komt overeen met PTV1, blauw met PTV2 en geel met PTV3.
De lijnen tonen de isodoseverdeling van het automatisch gegenereerde plan. Hier worden automatisch gegenereerde veldopeningen voor een vierveldige boxbehandeling voor een patiënt met baarmoederhalskanker getoond. Beoordeling door een ervaren radiotherapeut bevestigde de klinische geschiktheid van 90 tot 96% van deze velden.
Gemiddeld duurden deze plannen 21 minuten. Hier worden geïllustreerde instructies weergegeven die bedoeld zijn om een grafiekbeoordeling voor radiotherapieplannen te helpen die automatisch zijn gegenereerd met behulp van de RPA. Deze voorbeeldpagina is voor de beoordeling van het automatisch gegenereerde lichaamscontour.
Het bevat de resultaten van het primaire algoritme, enkele vragen voor de gebruiker en een Library Case voor de gebruiker om te beoordelen. Na het bekijken van deze video, zou u een goed be
Overzicht
Dit protocol beschrijft het gebruik van een volledig geautomatiseerd systeem, de Radiation Planning Assistant (RPA), voor het opstellen van hoogwaardige bestralingsplannen. De RPA verbetert de workflow van de behandelplanning en automatiseert een groot deel van het contoureringsproces, waardoor de tijd die radiotherapeuten nodig hebben aanzienlijk wordt verminderd.
Belangrijkste onderdelen van de studie
Wetenschappelijk vakgebied
- Radiotherapie
- Kankerbehandeling
- Geautomatiseerde behandelplanning
Achtergrond
- Radiotherapie is complex en vereist samenwerking tussen specialisten.
- Kwaliteitsborging is cruciaal vóór de uitvoering van de behandeling.
- De RPA is geëvalueerd door ervaren radiotherapeuten.
- Geautomatiseerde systemen kunnen de efficiëntie verhogen in klinieken met beperkte middelen.
Doel van de studie
- Om het proces van radiotherapiebehandelingsplanning te stroomlijnen.
- Om de werkdruk van radiotherapeuten te verminderen.
- Om behandelplannen van hoge kwaliteit te garanderen door middel van automatisering.
Gebruikte methoden
- Gebruik van de Radiation Planning Assistant (RPA).
- Geautomatiseerde contourering van normaal weefsel en tumorvolumes.
- Stapsgewijze creatie van behandelplannen via gebruikersinterfaces.
- Review- en goedkeuringsprocessen waarbij radiotherapeutisch oncologen betrokken zijn.
Belangrijkste resultaten
- De RPA is geïntegreerd in de routinematige klinische praktijk.
- Er is bevestigd dat de door de RPA gegenereerde plannen klinisch adequaat waren.
- Gemiddeld duurde het creëren van behandelplannen 21 minuten.
- Uitgebreide interne berekeningen verifiëren de kwaliteit van de gegenereerde plannen.
Conclusies
- De RPA verhoogt de efficiëntie van de planning van radiotherapie aanzienlijk.
- Geautomatiseerde systemen kunnen de kwaliteit van de zorg in omgevingen met beperkte middelen verbeteren.
- De gegenereerde plannen vereisen een grondige beoordeling door gekwalificeerd personeel.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Directie
De Radiation Planning Assistant (RPA) stroomlijnt de planning van radiotherapeutische behandelingen door het automatiseren van contouring en de generatie van plannen, waardoor de werklast voor oncologen wordt verminderd en de efficiëntie van de workflow wordt verbeterd. Deze automatisering ondersteunt een consistente, hoogwaardige output van plannen, wat bijzonder waardevol is in klinische omgevingen met beperkte middelen. Door integratie met commerciële systemen voor behandelplanning en dosisverificatie maakt RPA schaalbare, reproduceerbare planningsprocessen mogelijk die aansluiten bij de behoeften voor voorspellende modellering in de ontdekkingsfase en translationele validatie bij de ontwikkeling van oncologische geneesmiddelen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt hypothesetoetsing van stralingsgevoeligheid in preklinische modellen mogelijk door het genereren van gestandaardiseerde, reproduceerbare behandelplannen.
- Operationele waarde: Vermindert variabiliteit in stralingsdosering, wat bijdraagt aan een betrouwbare beoordeling van de tumorrespons en toxiciteit van normaal weefsel in target-validatiestudies.
Screening & assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Levert kwantificeerbare resultaten van de dosisdistributie die kunnen worden gecorreleerd met biomarker-expressie of genetische profielen in screeningsassays.
- Operationele waarde: Automatiseert de generatie van plannen, waardoor de doorvoer en consistentie toenemen bij grootschalige screening van radiosensitizers of radioprotectors.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Ondersteunt mechanische risicoreductie door nauwkeurige, beeldgestuurde stralingsbestraling mogelijk te maken in ziekterelevante modellen, wat het voorspellende vertrouwen in de therapeutische index verbetert.
- Operationele waarde: Faciliteert continuïteit van ontdekking naar preklinische validatie via gestandaardiseerde planningsworkflows die technische variabiliteit verminderen.
Pipeline- & workflowintegratie
De RPA past binnen het continuüm van oncologisch onderzoek door gestandaardiseerde stralingsblootstelling in preklinische modellen mogelijk te maken, wat de identificatie van lead-verbindingen en preklinisch werk ondersteunt door een consistente, kwantificeerbare toediening van de behandeling.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing door nauwkeurige, geautomatiseerde stralingsdosering in vitro en in vivo modellen mogelijk te maken om de betrokkenheid van signaalpaden bij de stralingsrespons te verduidelijken.
- Screening: Verbetert de assay-gereedheid door reproduceerbare behandelplannen te genereren die een betrouwbare vergelijking van compound-effecten onder verschillende condities mogelijk maken.
- Analytics: Levert kwantitatieve dosis-volumehistogrammen en isodosisverdelingen waarmee teams de kwaliteit van het bestralingsplan en de biologische impact kunnen vergelijken.
- Translationeel Onderzoek: Zorgt voor preklinische continuïteit door beeldgestuurde planning te bieden die klinische protocollen weerspiegelt, wat een op biomarkers afgestemd studie-ontwerp ondersteunt.
- Enterprise Hergebruik: Fungeert als een herbruikbare planningsfunctionaliteit over meerdere projecten heen, waardoor de opstarttijd wordt verkort en consistentie in stralingsgebaseerde studies wordt gewaarborgd.
Operationele en zakelijke impact
- Wetenschappelijke waarde: Voorspellend vertrouwen in de stralingsrespons, vermindering van mechanistische ambiguïteit bij afwegingen tussen tumor- en normaal weefsel.
- Operationele waarde: Standaardisatie, reproduceerbaarheid en schaalbaarheid van behandelplanning over verschillende studies en locaties.
- Strategische waarde: Betere go/no-go beslissingen bij de ontwikkeling van radionucliden of combinatietherapieën met straling, kapitaalefficiëntie en verminderd biologisch risico in een laat stadium.
- Impact op de portfolio: Risico-gecorrigeerde prioritering van stralingsmodulerende middelen op basis van consistente, verifieerbare planningskwaliteit.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereiste expertise in radiologische oncologie, medische fysica en het bedienen van behandelplanningssoftware.
- Noodzaak tot integratie met commerciële behandelplanningssystemen en secundaire dosisevaluatietools via API.
- Standaardisatie van inputvereisten: goedgekeurde opdracht voor behandelplanning en simulatie-CT-beeld.
- Aanpassingen voor verschillende anatomische locaties en behandelmodaliteiten (bijv. VMAT versus fixed-field).
- Afhankelijkheid van beoordeling door gekwalificeerd personeel voor de definitieve goedkeuring van het plan, ondanks automatisering van contouring- en planningsstappen.
