Излучения, Планирование помощника - обтекаемый, полностью автоматизированный лечения лучевой системы планирования
11 апреля 2018 г.
Лучевая терапия является весьма сложным рака лечение, которое требует нескольких специалистов для создания плана лечения и обеспечения качества (QA) до доставки к пациенту. Этот протокол описывает использования полностью автоматизированной системы, излучения планирования помощник (РПА), для создания планов лечения высокого качества излучения.
Этот протокол описывает использование полностью автоматизированной системы, Помощника по планированию радиации, для создания высококачественных планов лучевой терапии. Таким образом, Помощник по планированию лучевой терапии, или RPA, может улучшить рабочий процесс планирования лечения, должен быть особенно полезен для клиник с ограниченными ресурсами. RPA также автоматизирует большую часть процесса контурирования.
Это должно значительно сократить количество времени, которое онколог-радиолог должен потратить на план лечения. Алгоритмы, используемые RPA, были тщательно оценены опытными онкологами-радиологами, включая количественную оценку распределения доз. Многие компоненты РПА, включая контурирование нормальной ткани для планов головы и шеи, в настоящее время используются в нашей клинической практике.
Я также использую автоматическое создание полей для рака шейки матки в своей повседневной практике. Пользователю необходимо привыкнуть к некоторым новым интерфейсам, включая интерфейсы утверждения планов и утверждения CT. Представленная здесь наглядная демонстрация должна помочь в этом.
Откройте рабочую область «Планирование заказа» с помощью автономного значка или из рабочей области центра управления «Помощник по планированию излучения». Чтобы создать новый заказ плана, сначала нажмите кнопку Создать. Заполните раздел первый, Демография.
Введите номер медицинской карты и имя пациента. Выберите подходящий пункт лечения. Выбирайте из головы и шеи, шейки матки, груди и других.
Далее завершите раздел второй, общее лечение. Ответьте на вопросы о сексе/беременности, предыдущем облучении, кардиостимуляторе и других имплантатах. Ответьте на вопрос об автозапуске или техническом специалисте.
Затем заполните раздел третий, Конкретное лечение. Выберите первичный участок головы и шеи и положительное поражение лимфы, выбрав соответствующую радиокнопку. Последующие разделы автоматически выбираются на основе этих вариантов.
Подтвердите или измените разделы о покрытии шейного отдела шеи и заглоточных лимфатических узлов, выбрав соответствующую радиокнопку. Затем выберите соответствующий переключатель, чтобы указать, соответствуют ли они CTV1 или CTV2. Далее выберите лечебный аппарат и технику лечения.
Выберите подход к лечению, нажав на соответствующую радиокнопку. Подтвердите или измените назначение лечения. Чтобы изменить рецепт, введите необходимые дробные дозы в текстовые поля.
Затем подтвердите целесообразность ограничений дозы для нормальных тканей. Сохраните Заказ плана, и будет сгенерирован PDF-файл Заказа плана. Просмотрите окончательный порядок плана.
Если окончательный порядок плана правильный, нажмите «Утвердить». Чтобы утвердить снимки компьютерной томографии, нажмите на значок «Утверждение компьютерной томографии». Нажмите на компьютерную томографию, которая должна быть одобрена.
Просмотрите срезы КТ с центром в изоцентре. Нажмите «Загрузить все», чтобы просмотреть все снимки компьютерной томографии. Проверьте расположение изоцентра и качество изображения КТ.
Если снимки компьютерной томографии, количество срезов, ориентация и данные верны, нажмите на «Утверждено». Подождите, пока в центре управления на странице данных пациента появится индикатор W. Теперь он готов к проверке контуринга.
Нажмите на значок W или на «Утверждение ROI». Откроется рабочая область для проверки и утверждения контуров. Просмотрите все контурные ткани и мишени.
Чтобы отредактировать структуры, сначала выберите интересующую структуру из раскрывающегося списка. Затем нажмите на значок подталкивания и отредактируйте контур на каждом срезе КТ. При необходимости вручную разграничьте общий объем опухоли и положительные лимфатические узлы.
Для этого выберите интересующую структуру из выпадающего списка. Нажмите на значок ручного разграничения и нарисуйте структуру на каждом срезе компьютерной томографии. Затем создайте клинический целевой объем для случаев головы и шеи.
Чтобы расширить GTV в положительных лимфатических узлах, нажмите на GTV на CTV. Чтобы нарисовать CTV1 вручную, выберите CTV1 из списка структур. Нажмите на значок ручного разграничения и нарисуйте структуру на каждом срезе компьютерной томографии.
При необходимости просматривайте и редактируйте CTV1. Нажмите на CTV, чтобы перейти на PTV и оставить отзыв. При необходимости отредактируйте, но помните, что эти расширения учитывают множество неопределенностей как в контурной пластике, так и в настройке пациента.
Чтобы отредактировать PTV, выберите соответствующий PTV из раскрывающегося списка. Нажмите на значок подталкивания или на один из других значков редактирования. Просмотрите все контуры и нажмите «Утвердить ROI».
После утверждения ROI процесс планирования лечения начнется автоматически. Обращайте внимание на любые предупреждающие сообщения и при необходимости добавляйте пояснительные примечания. Просмотрите план лечения, когда он будет готов.
Он отображается в виде документа для проверки плана в центре управления. Выполните техническую проверку и окончательный перенос плана, как описано в текстовом протоколе. Здесь показано распределение дозы для автоматически сгенерированного плана VMAT для пациента с основанием плоскоклеточного рака языка.
Обзор, проведенный лечащим онкологом-радиологом, подтвердил, что этот план приемлем для лечения. Затененные области показывают планируемые целевые объемы. Красный цвет соответствует PTV1, синий — PTV2, а желтый — PTV3.
Линиями показано распределение изодоз автоматически сгенерированного плана. Здесь показаны автоматически сгенерированные апертуры поля для лечения пациентки с раком шейки матки с четырьмя полями. Обзор опытного онколога-радиолога подтвердил клиническую целесообразность от 90 до 96% этих областей.
В среднем на эти планы уходила 21 минута. Здесь представлены иллюстрированные инструкции, призванные помочь в просмотре диаграммы для планов лучевой терапии, автоматически сгенерированных с помощью RPA. Этот пример страницы предназначен для просмотра автоматически сгенерированного контура тела.
Он включает в себя результаты работы первичного алгоритма, некоторые вопросы для пользователя и кейс из библиотеки для ознакомления пользователя. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как составлять планы лучевой терапии с помощью Ассистента по планированию лучевой терапии. Важно помнить, что планы, разработанные RPA, должны быть проверены квалифицированным персоналом, включая онкологов-радиологов и медицинских физиков.
Чтобы повысить качество первоначального плана, RPA включает в себя обширные внутренние и независимые расчеты. Они используются для автоматической проверки качества отдельных аспектов плана лечения, включая расчеты, полевые апертуры и контуры. В настоящее время RPA может автоматически создавать планы VMAT для лечения головы и шеи и четырехполочные планы для лечения рака шейки матки.
Мы активно добавляем дополнительные анатомические участки, в том числе грудную стенку.
Обзор
В данном протоколе описывается использование полностью автоматизированной системы Radiation Planning Assistant (RPA) для создания высококачественных планов лучевой терапии. RPA оптимизирует рабочий процесс планирования лечения и автоматизирует большую часть процесса контурирования, что значительно сокращает время, затрачиваемое радиологами-онкологами.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Лучевая терапия
- Лечение рака
- Автоматизированное планирование лечения
Теоретические основы
- Лучевая терапия представляет собой сложный процесс и требует взаимодействия различных специалистов.
- Обеспечение качества имеет критическое значение перед началом проведения лечения.
- RPA была оценена опытными врачами-радиационными онкологами.
- Автоматизированные системы могут повысить эффективность работы клиник с ограниченными ресурсами.
Цель исследования
- Оптимизация процесса планирования лучевой терапии.
- Снижение рабочей нагрузки врачей-радиационных онкологов.
- Обеспечение высокого качества планов лечения за счет автоматизации.
Используемые методы
- Использование помощника по планированию облучения (RPA).
- Автоматизированное контурирование объемов нормальных тканей и опухоли.
- Пошаговое создание планов лечения через пользовательские интерфейсы.
- Процессы проверки и утверждения с участием радиологов-онкологов.
Основные результаты
- RPA была внедрена в повседневную клиническую практику.
- Было подтверждено, что планы, созданные с помощью RPA, являются клинически приемлемыми.
- В среднем создание планов лечения занимало 21 минуту.
- Обширные внутренние расчеты подтверждают качество созданных планов.
Выводы
- RPA значительно повышает эффективность планирования лучевой терапии.
- Автоматизированные системы могут улучшить качество медицинской помощи в условиях ограниченных ресурсов.
- Созданные планы требуют тщательной проверки квалифицированным персоналом.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Помощник по планированию облучения (Radiation Planning Assistant, RPA) оптимизирует процесс планирования лучевой терапии за счет автоматизации контурирования и генерации планов, снижая нагрузку на онколога и повышая эффективность рабочего процесса. Данная автоматизация обеспечивает получение стабильных, высококачественных планов, что особенно ценно в условиях ограниченных ресурсов клинических учреждений. Интеграция с коммерческими системами планирования лечения и верификации дозы позволяет RPA реализовывать масштабируемые и воспроизводимые процессы планирования, которые соответствуют потребностям прогностического моделирования на этапе поиска и трансляционной валидации при разработке онкологических препаратов.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Научная ценность: Обеспечивает возможность проверки гипотез о радиочувствительности на доклинических моделях путем создания стандартизированных, воспроизводимых планов лечения.
- Практическая ценность: Снижает вариабельность дозирования облучения, что способствует надежной оценке ответа опухоли и токсичности для нормальных тканей в исследованиях по валидации мишеней.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: позволяет получать количественные данные о распределении дозы, которые можно соотнести с экспрессией биомаркеров или генетическими профилями в скрининговых анализах.
- Практическая ценность: автоматизирует создание плана, повышая пропускную способность и воспроизводимость при высокопроизводительном скрининге радиосенсибилизаторов или радиопротекторов.
Трансляционные и доклинические исследования
- Научная ценность: способствует снижению механистических рисков за счет обеспечения точного, управляемого по изображениям облучения в релевантных моделях заболеваний, что повышает прогностическую достоверность терапевтического индекса.
- Практическая ценность: обеспечивает непрерывность перехода от этапа открытия к доклинической валидации благодаря стандартизированным рабочим процессам планирования, которые снижают техническую вариабельность.
Интеграция конвейера и рабочих процессов
RPA вписывается в континуум онкологических исследований, обеспечивая стандартизированное радиационное облучение в доклинических моделях, что способствует идентификации перспективных соединений и проведению доклинических работ за счет стабильной и количественно измеримой доставки лечения.
- Открывательная биология: Поддерживает проверку гипотез, обеспечивая точное автоматизированное дозирование радиации в моделях in vitro и in vivo для выяснения роли различных путей в радиационном ответе.
- Скрининг: Повышает готовность анализа за счет создания воспроизводимых планов лечения, которые позволяют надежно сравнивать эффекты соединений при различных условиях.
- Аналитика: Предоставляет количественные гистограммы доза-объем и распределения изодоз, что позволяет исследовательским группам сравнивать качество плана облучения и биологический эффект.
- Трансляционные исследования: Обеспечивает преемственность с доклиническим этапом, предоставляя планирование под визуальным контролем, которое повторяет клинические протоколы, что поддерживает дизайн исследования, согласованный с биомаркерами.
- Корпоративное повторное использование: Функционирует как многократно используемая возможность планирования в рамках нескольких проектов, сокращая время подготовки и обеспечивая единообразие в исследованиях, основанных на радиационном воздействии.
Операционный и корпоративный эффект
- Научная ценность: Прогностическая уверенность в ответе на облучение, снижение механистической неопределенности в компромиссах между опухолью и нормальными тканями.
- Операционная ценность: Стандартизация, воспроизводимость и масштабируемость планирования лечения в различных исследованиях и центрах.
- Стратегическая ценность: Более обоснованные решения о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) комбинированной терапии с использованием радионуклидов или радиации, эффективность использования капитала и снижение биологических рисков на поздних этапах.
- Влияние на портфель: Приоритизация агентов, модулирующих радиационный ответ, с учетом рисков на основе согласованного и верифицируемого качества планирования.
Особенности реализации
- Требуемый опыт в области радиационной онкологии, медицинской физики и работы с программным обеспечением для планирования лучевой терапии.
- Необходимость интеграции с коммерческими системами планирования лечения и инструментами вторичной верификации дозы через API.
- Стандартизация входных требований: утвержденное назначение плана лечения (Treatment Plan Order) и КТ-изображения симуляции.
- Особенности адаптации для различных анатомических областей и методов лечения (например, VMAT по сравнению с методом фиксированного поля).
- Зависимость от проверки квалифицированным персоналом для окончательного утверждения плана, несмотря на автоматизацию этапов контурирования и планирования.
