Asystent planowania radioterapii - usprawniony, w pełni zautomatyzowany system planowania leczenia radioterapią
11 kwietnia 2018
Radioterapia to bardzo skomplikowane leczenie raka, które wymaga wielu specjalistów do stworzenia planu leczenia i zapewnienia jakości (QA) przed dostarczeniem pacjentowi. Protokół ten opisuje wykorzystanie w pełni zautomatyzowanego systemu, Asystenta Planowania Promieniowania (RPA), do tworzenia wysokiej jakości planów radioterapii.
Protokół ten opisuje wykorzystanie w pełni zautomatyzowanego systemu, Asystenta Planowania Promieniowania, do tworzenia wysokiej jakości planów radioterapii. Tak więc Asystent Planowania Promieniowania (RPA) może usprawnić proces planowania leczenia, powinien być szczególnie przydatny dla klinik, które mają ograniczone zasoby. RPA automatyzuje również większość procesu konturowania.
Powinno to znacznie skrócić czas, jaki onkolog radiolog musi poświęcić na plan leczenia. Algorytmy stosowane przez RPA zostały gruntownie ocenione przez doświadczonych onkologów radioterapeutów, w tym ilościowa ocena rozkładu dawek. Wiele elementów RPA, w tym konturowanie normalnej tkanki w planach głowy i szyi, jest obecnie rutynowo stosowanych w naszej praktyce klinicznej.
W codziennej praktyce korzystam również z automatycznego tworzenia pól do leczenia raka szyjki macicy. Użytkownik musi przyzwyczaić się do nowych interfejsów, w tym interfejsów zatwierdzania planów i zatwierdzania CT. Przedstawiona tutaj demonstracja wizualna powinna w tym pomóc.
Otwórz przestrzeń roboczą Kolejność planowania za pomocą autonomicznej ikony lub z obszaru roboczego centrum sterowania Asystent planowania promieniowania. Aby utworzyć nowe zlecenie planu, najpierw kliknij przycisk Nowy. Ukończ sekcję pierwszą, Dane demograficzne.
Wprowadź numer karty medycznej i imię i nazwisko pacjenta. Wybierz odpowiednie miejsce zabiegowe. Wybieraj spośród głowy i szyi, szyjki macicy, piersi i innych.
Następnie wypełnij sekcję drugą, leczenie ogólne. Wypełnij pytania dotyczące płci/statusu ciąży, wcześniejszego naświetlania, rozrusznika serca i innych implantów. Odpowiedz na pytanie dotyczące automatycznego uruchamiania lub technika.
Następnie wypełnij sekcję trzecią, Specyficzne dla leczenia. Wybierz główne miejsce głowy i szyi oraz dodatnie zajęcie limfy, wybierając odpowiedni przycisk radiowy. Kolejne sekcje są wybierane automatycznie na podstawie tych wyborów.
Potwierdź lub zmień sekcje dotyczące pokrycia szyjki szyjki macicy i węzłów chłonnych zagardłowych, wybierając odpowiedni przycisk radiowy. Następnie wybierz odpowiedni przycisk radiowy, aby wskazać, czy odpowiadają one CTV1 czy CTV2. Następnie wybierz maszynę zabiegową i technikę leczenia.
Wybierz podejście do leczenia, klikając odpowiedni przycisk radiowy. Potwierdź lub zmień receptę na leczenie. Aby zmienić receptę, wprowadź wymagane dawki frakcji w polach tekstowych.
Następnie należy potwierdzić stosowność normalnych ograniczeń dawki tkankowej. Zapisz zamówienie planu, a zostanie wygenerowany plik PDF z zamówieniem planu. Przejrzyj ostateczną kolejność planu.
Jeśli ostateczna kolejność planu jest poprawna, kliknij przycisk Zatwierdź. Aby zatwierdzić obrazy CT, kliknij ikonę Zatwierdzenie CT. Kliknij na tomografię komputerową, która ma zostać zatwierdzona.
Przejrzyj wycinki CT wyśrodkowane na izocentrum. Kliknij Załaduj wszystko, aby przejrzeć wszystkie obrazy CT. Przejrzyj lokalizację izocentrum i jakość obrazu CT.
Jeśli obrazy CT, liczba plasterków, orientacja i dane są poprawne, kliknij zatwierdzony. Poczekaj, aż stan danych pacjenta wskaże W w centrum sterowania. Jest teraz gotowy do przeglądu konturowania.
Kliknij ikonę W lub Zatwierdzenie ROI. Otworzy się obszar roboczy przeglądu i zatwierdzania konturów. Przejrzyj wszystkie wyprofilowane tkanki i cele.
Aby edytować struktury, najpierw wybierz interesującą Cię strukturę z listy rozwijanej. Następnie kliknij ikonę szturchnięcia i edytuj kontur na każdym przekroju CT. W razie potrzeby ręcznie nakreśl dużą objętość guza i dodatnie węzły chłonne.
W tym celu należy wybrać interesującą Cię strukturę z listy rozwijanej. Kliknij ikonę ręcznego wyznaczania i narysuj strukturę na każdym przekroju CT. Następnie utwórz kliniczną objętość docelową dla przypadków głowy i szyi.
Aby rozszerzyć GTV w dodatnich węzłach chłonnych, kliknij GTV do CTV. Aby ręcznie narysować CTV1, wybierz CTV1 z listy struktur. Kliknij ikonę ręcznego wyznaczania i narysuj strukturę na każdym przekroju CT.
Przejrzyj i edytuj CTV1 w razie potrzeby. Kliknij CTV na PTV i przejrzyj. Edytuj, jeśli to konieczne, ale pamiętaj, że te rozszerzenia uwzględniają wiele niewiadomych zarówno w konturowaniu, jak i konfiguracji pacjenta.
Aby edytować PTV, wybierz odpowiedni PTV z listy rozwijanej. Kliknij ikonę posunięcia lub jedną z innych ikon edycji. Przejrzyj wszystkie kontury, a następnie kliknij Zatwierdź zwrot z inwestycji.
Po zatwierdzeniu zwrotu z inwestycji proces planowania leczenia będzie przebiegał automatycznie. Zwróć uwagę na wszelkie komunikaty ostrzegawcze i w razie potrzeby dodaj uwagi wyjaśniające. Przejrzyj plan leczenia, gdy będzie gotowy.
Pojawia się on jako dokument przeglądu planu w centrum sterowania. Wykonaj przegląd techniczny i przeniesienie ostatecznego planu zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Rozkład dawek dla automatycznie generowanego planu VMAT dla pacjenta z podstawą raka płaskonabłonkowego języka przedstawiono tutaj.
Przegląd przeprowadzony przez onkologa radioterapeutę potwierdził, że plan ten jest akceptowalny w leczeniu. Zacienione regiony pokazują docelowe woluminy planowania. Czerwony odpowiada PTV1, niebieski PTV2, a żółty PTV3.
Linie pokazują rozkład izodawek automatycznie wygenerowanego planu. Pokazane tutaj są automatycznie generowane otwory polowe do czteropolowego leczenia pudełkowego u pacjentki z rakiem szyjki macicy. Przegląd przeprowadzony przez doświadczonego onkologa radioterapeutę potwierdził kliniczną adekwatność 90 do 96% tych pól.
Średnio plany te zajmowały 21 minut. Poniżej przedstawiono ilustrowane instrukcje, które mają pomóc w przeglądzie wykresów dla planów radioterapii generowanych automatycznie za pomocą RPA. Ta przykładowa strona służy do przeglądania automatycznie wygenerowanego konturu ciała.
Zawiera on wyniki algorytmu podstawowego, kilka pytań do użytkownika oraz przypadek biblioteczny, który użytkownik może przejrzeć. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak tworzyć plany leczenia radioterapią za pomocą Asystenta Planowania Promieniowania. Należy pamiętać, że plany generowane przez RPA muszą być weryfikowane przez wykwalifikowany personel, w tym onkologów radioterapeutów i fizyków medycznych.
Aby pomóc w początkowej jakości planu, RPA zawiera obszerne wewnętrzne i niezależne obliczenia. Służą one do automatycznej weryfikacji jakości poszczególnych aspektów planu leczenia, w tym tych obliczeń, otworów pola i konturów. Obecnie RPA może automatycznie tworzyć plany VMAT dla leczenia głowy i szyi oraz czteropolowe plany pudełkowe dla leczenia raka szyjki macicy.
Aktywnie dodajemy kolejne miejsca anatomiczne, w tym ścianę klatki piersiowej.
Przegląd
Niniejszy protokół opisuje zastosowanie w pełni zautomatyzowanego systemu Radiation Planning Assistant (RPA) do tworzenia wysokiej jakości planów radioterapii. RPA usprawnia proces planowania leczenia i automatyzuje większość procesu konturowania, co znacząco skraca czas pracy radiologów onkologów.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Radioterapia
- Leczenie nowotworów
- Zautomatyzowane planowanie leczenia
Wprowadzenie
- Radioterapia jest złożona i wymaga współpracy specjalistów.
- Zapewnienie jakości jest kluczowe przed rozpoczęciem leczenia.
- RPA zostało ocenione przez doświadczonych lekarzy onkologów radioterapeutów.
- Zautomatyzowane systemy mogą zwiększyć wydajność w klinikach o ograniczonych zasobach.
Cel badania
- Usprawnienie procesu planowania radioterapii.
- Zmniejszenie obciążenia pracą radiologów onkologów.
- Zapewnienie wysokiej jakości planów leczenia dzięki automatyzacji.
Zastosowane metody
- Wykorzystanie Asystenta Planowania Radioterapii (RPA).
- Zautomatyzowane konturowanie tkanek zdrowych oraz objętości guza.
- Krok po kroku tworzenie planów leczenia za pomocą interfejsów użytkownika.
- Procesy przeglądu i zatwierdzania z udziałem lekarzy onkologów radioterapeutów.
Główne wyniki
- RPA został zintegrowany z rutynową praktyką kliniczną.
- Potwierdzono, że plany wygenerowane przez RPA są odpowiednie klinicznie.
- Średni czas tworzenia planów leczenia wynosił 21 minut.
- Zakresowe obliczenia wewnętrzne weryfikują jakość wygenerowanych planów.
Wnioski
- RPA znacznie zwiększa efektywność planowania leczenia radiacyjnego.
- Zautomatyzowane systemy mogą poprawić jakość opieki w warunkach ograniczonych zasobów.
- Wygenerowane plany wymagają dokładnej weryfikacji przez wykwalifikowany personel.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Asystent Planowania Radiacyjnego (RPA) usprawnia planowanie leczenia radioterapeutycznego poprzez automatyzację konturowania i generowania planów, co zmniejsza obciążenie onkologów i zwiększa efektywność przepływu pracy. Ta automatyzacja zapewnia spójne, wysokiej jakości wyniki planowania, co jest szczególnie wartościowe w warunkach klinicznych z ograniczonymi zasobami. Dzięki integracji z komercyjnymi systemami planowania leczenia i weryfikacji dawki, RPA umożliwia skalowalne i powtarzalne procesy planowania, które są zbieżne z potrzebami modelowania predykcyjnego na etapie odkryć oraz walidacji translacyjnej w rozwoju leków onkologicznych.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia weryfikację hipotez dotyczących wrażliwości na promieniowanie w modelach przedklinicznych poprzez tworzenie standaryzowanych, powtarzalnych planów leczenia.
- Wartość operacyjna: Redukuje zmienność dawkowania promieniowania, wspierając rzetelną ocenę odpowiedzi guza oraz toksyczności tkanek zdrowych w badaniach walidacji celów terapeutycznych.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Wartość naukowa: Dostarcza mierzalnych wyników rozkładu dawki, które mogą być korelowane z ekspresją biomarkerów lub profilami genetycznymi w badaniach przesiewowych.
- Wartość operacyjna: Automatyzuje generowanie planów, zwiększając przepustowość i powtarzalność w wysokoprzepustowym przesiewie radiouszlachetniaczy lub radioprotektorów.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Wspiera ograniczanie ryzyka mechanistycznego poprzez umożliwienie precyzyjnego, naprowadzanego obrazowo dostarczania promieniowania w modelach istotnych dla danej choroby, co zwiększa pewność prognostyczną w zakresie indeksu terapeutycznego.
- Wartość operacyjna: Ułatwia przejście od etapu odkryć do walidacji przedklinicznej dzięki standaryzowanym przepływom pracy planowania, które redukują zmienność techniczną.
Integracja rurociągu i przepływu pracy
RPA wpisuje się w proces odkrywania leków w onkologii, umożliwiając standaryzację ekspozycji na promieniowanie w modelach przedklinicznych, co wspiera identyfikację wiodących kandydatów oraz prace przedkliniczne dzięki spójnemu i mierzalnemu podawaniu leczenia.
- Biologia odkrywcza: Wspiera weryfikację hipotez poprzez umożliwienie precyzyjnego, zautomatyzowanego dawkowania promieniowania w modelach in vitro i in vivo w celu wyjaśnienia udziału konkretnych szlaków w odpowiedzi na promieniowanie.
- Przesiewanie: Poprawia przygotowanie do analizy poprzez generowanie powtarzalnych planów leczenia, co pozwala na wiarygodne porównywanie efektów działania związków w różnych warunkach.
- Analityka: Dostarcza ilościowe histogramy dawka-objętość oraz rozkłady izodoz, które umożliwiają zespołom porównywanie jakości planów napromieniowania oraz ich wpływu biologicznego.
- Badania translacyjne: Zapewnia ciągłość przedkliniczną poprzez oferowanie planowania sterowanego obrazem, które odzwierciedla protokoły kliniczne, wspierając projektowanie badań spójnych z określonymi biomarkerami.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Służy jako wielokrotnego użytku narzędzie do planowania w wielu projektach, co skraca czas konfiguracji i zapewnia spójność w badaniach opartych na promieniowaniu.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwowy
- Wartość naukowa: Pewność prognostyczna w odpowiedzi na promieniowanie, redukcja niejednoznaczności mechanistycznej w kompromisach między tkanką nowotworową a zdrową.
- Wartość operacyjna: Standaryzacja, powtarzalność i skalowalność planowania leczenia w różnych badaniach i ośrodkach.
- Wartość strategiczna: Lepsze decyzje typu go/no-go w rozwoju radionuklidów lub terapii skojarzonych z promieniowaniem, efektywność kapitałowa i zredukowane biologiczne ryzyko na późnych etapach.
- Wpływ na portfolio: Priorytetyzacja środków modulujących promieniowanie skorygowana o ryzyko, oparta na spójnej i weryfikowalnej jakości planu.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymagana wiedza specjalistyczna w zakresie radioterapii onkologicznej, fizyki medycznej oraz obsługi oprogramowania do planowania leczenia.
- Konieczność integracji z komercyjnymi systemami planowania leczenia i narzędziami do wtórnej weryfikacji dawki za pośrednictwem API.
- Standaryzacja wymagań wejściowych: zatwierdzony zlecenie planu leczenia (Treatment Plan Order) oraz obraz z tomografii komputerowej symulacyjnej.
- Uwzględnienie adaptacji dla różnych obszarów anatomicznych i metod leczenia (np. VMAT w porównaniu do techniki z nieruchomym polem).
- Zależność od przeglądu planu przez wykwalifikowany personel w celu jego ostatecznego zatwierdzenia, mimo automatyzacji etapów konturowania i planowania.
