Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

קרינה תכנון העוזרת - מפושטת, אוטומטי לחלוטין טיפול הקרנות תכנון המערכת

Published: April 11, 2018 doi: 10.3791/57411
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 5, 5, 6, 7, 1, 1, 1, 8, 5,9
1Department of Radiation Physics, University of Texas MD Anderson Cancer Center, 2Department of Radiation Oncology, Stellenbosch University and Tygerberg Hospital, 3Departments of Radiation Oncology and Medical Physics, Groote Schuur Hospital and University of Cape Town, 4Department of Radiation Oncology, University of Santo Tomas Hospital, Benavides Cancer Institute, 5Department of Radiation Oncology, University of Texas MD Anderson Cancer Center, 6Academic Affairs, University of Texas MD Anderson Cancer Center, 7Department of Gynecological Oncology and Reproductive Medicine, University of Texas MD Anderson Cancer Center, 8Department of Biostatistics, University of Texas MD Anderson Cancer Center, 9Department of Radiation Oncology, Stanford University

Summary

טיפול בקרינה הוא טיפול בסרטן מורכב הדורש מומחים מרובים ליצור תוכנית טיפול ולספק הבטחת איכות (QA) לפני הלידה לחולה. פרוטוקול זה מתאר את השימוש של מערכת אוטומטית לחלוטין, הקרינה תכנון המסייע (RPA), כדי ליצור תוכניות טיפול קרינה באיכות גבוהה.

Abstract

הקרינה תכנון המסייע (RPA) היא מערכת שפותחה עבור יצירה אוטומטית לחלוטין של תוכניות טיפול הקרנות, כולל תוכניות טיפול (VMAT) קשת מאופנן אמצעי האחסון עבור חולים עם סרטן ראש/צוואר ותוכניות תיבת 4-שדה עבור חולים עם סרטן צוואר הרחם. זה שילוב של תוכנה ללא צורך במיקור חוץ שפותחו במיוחד המשתמשת ממשק תיכנות יישומים לתקשר עם טיפול הקרנות מסחריות תכנון המערכת. זה גם מתממשקת עם תוכנת אימות במינון משני מסחרי. הקלט הנדרשים למערכת סדר תוכנית טיפול, שאושרו על-ידי אונקולוג קרינה, סימולציה שחושב התמונה טומוגרפיה ממוחשבת (CT), אושרו על ידי radiographer. RPA לאחר מכן יוצר תוכנית טיפול הקרנות מלאה. עבור תוכניות טיפול לסרטן צוואר הרחם, ללא התערבות משתמש נוסף הכרחי עד להשלמת התוכנית. עבור תוכניות טיפול ראש/צוואר, לאחר את הרקמות, בחלק מהמבנים היעד מפורטים באופן אוטומטי על התמונה CT, אונקולוג קרינה עליך לבדוק את קווי המתאר, ביצוע פעולות עריכה במידת הצורך. הם ניסחו גם את נפח הגידול דוחה. RPA ואז משלים את הטיפול תכנון תהליך, יצירת תוכנית VMAT. לבסוף, עליך לסקור התוכנית הושלמה על ידי צוות רפואי מוסמך.

Introduction

במרפאות הקרנות, הבינלאומית לאנרגיה אטומית ויועד ממליצה המתכנן טיפול 1 לכל 300 חולים, פיזיקאי קרינה 1 לכל 400 חולים מטופלים מדי שנה1. במדינות רבות, משולבים תפקידים אלה (טיפול המתכנן ו פיזיקאי). במדינות אחרות, לבעיותיהם טיפול קרינה (נקרא לעתים radiographers) גם לקחת על טיפול תכנון תפקיד. Income נמוך middle מדינות (LMICs) שיש חסרונות רציניים אונקולוגים קרינה, פיזיקאים רפואיים ו לבעיותיהם טיפול קרינה עד 2020, ההערכה היא שאנחנו צריכים אונקולוגים קרינה 12,000 נוספים, פיזיקאים רפואיים 10,000 ו- 29,000 לבעיותיהם. 2. הערכות אלה מבוססים על נתונים של ערכות נתונים שונות ברשות הציבור (e.g., IAEA), עם איוש ברמות מבוסס על המלצות של האגודה האירופית הקרנות & אונקולוגיה (ESTRO) ו הבינלאומית לאנרגיה אטומית3. צרכי הדרכה הם עצומים. לדוגמה, על פיזיקאים רפואיים, רוב הנחיות ממליצים על 2 כדי 3-שנת התמחות או תושבות, לעיתים קרובות לאחר השלמה של פיזיקה רפואית את לימודיהם בבית הספר-4,-5,-6. מחויבות 4 שנים זו פירושה כי 40,000 נכתבתי של אימון יש צורך רק כדי לטפל מחסור עולמי בפיזיקאים רפואיים לבד.

אוטומציה של תכנון טיפול יכול להפחית חלק כוח האדם ליקויים אלה, פיזיקאים רפואיים במיוחד וצוות התכנון. תכנון אוטומטי יכול לצמצם את הזמן. אונקולוגים קרינה מבלים על טיפול תכנון3 , בהחלט יש תפקידים חשובים בציור קרינה טיפול קרן פתחים. עבודה זו מתארת את הפעולה של טיפול אוטומטי לחלוטין תכנון המערכת, הקרינה תכנון המסייע (RPA), שפותחה תחת פרויקט שמומן על ידי המכון הלאומי לסרטן בסופו של דבר לשפר את גישתם הקרנות באיכות גבוהה ברחבי העולם 7.

איור 1 מציג סקירה של הטיפול אוטומטיות תכנון תהליך ליישם את RPA. הטיפול משימות התכנון מבוצעות באמצעות פונקציות או בטיפול מערכת תכנון (ראה טבלה של חומרים עבור מערכת התכנון בשימוש), לשלוט באמצעות ממשק תיכנות היישומים (API), או באמצעות ייעוץ פנים פיתח פונקציות. אחד הרכיבים המרכזיים RPA הוא אימות עצמאית של כל הפעילויות שהיו אוטומטית8. זו מושגת באמצעות קבוצת אלגוריתמים/פונקציות השני, שונה. התוצאות של האלגוריתם העיקרי, אשר משמשים עבור תוכנית טיפול, לעומת התוצאות של האלגוריתם משני, בדגל אם ההפרש גדול מ9קריטריונים שנקבע מראש. טיפול מתכננת לזה לעבור שבדיקות עצמאיות ובדיקות נוספות ידנית על ידי הצוות המקומי מוכנים לשימוש עבור הטיפול המטופל. התיעוד פלט של RPA תוכנן במיוחד כדי לייעל את תהליך סימון ידני.

זרימת העבודה של המערכת RPA מנקודת המבט של המשתמשים מוצג באיור2. הקלט למערכת הם פקודה התוכנית המאושרת תמונה CT המאושרים. אונקולוג קרינה יוצר, אישר את הסדר תוכנית המכילה מידע לחולה בסיסיים ופרטים אודות התוכנית הצפוי (מרשם, סוג הטיפול, וכו '.). ערכת תמונות CT גם תאושר (על ידי הטכנאי CT). זו היא להבטיח כי התכנית מחושב על תמונת CT הנכונה. זה חשוב, לדוגמה, כאשר קבוצות מרובות של תמונה CT נלקחים של המטופל יחיד. לאחר RPA מקבל פקודה התוכנית המאושרת ו- CT המאושרים של תמונה סט, תוכנית הטיפול נוצר באופן אוטומטי. במקרים מסוימים, כגון בעת יצירת תיבת 4-שדה טיפולים בסרטן צוואר הרחם, השלבים הבאים אוטומטי לחלוטין, ללא התערבות משתמש נוסף נדרש עד תוכנית הטיפול מוכן. במקרים אחרים, כגון היצירה של ראש/צוואר VMAT תוכניות טיפול, יש צורך בהתערבות באמצע הדרך לאורך תהליך הטיפול האוטומטי. עבור תוכניות ראש/צוואר, אונקולוג קרינה נדרשת סקירה/עריכה באופן אוטומטי קווי המתאר. הם גם צריכים ניסחו את עוצמת הקול של גידול ברוטו (GTV). במצב זה, לאחר קבלת אישור תוכנית והזמנות CTs, RPA מבצע קצת ראשונית עיצוב הפעילויות, לרבות יצירת מיתאר של רקמות רגילה, כמה מטרות. אונקולוג קרינה אז חוות דעת, אישר את קווי המתאר, וממשיך RPA עם הטיפול הנותרים משימות התכנון. המערכת הנוכחית נבדק עם 6 MV, קרני רנטגן MV 18 עבור תוכניות טיפול ראש/צוואר, צוואר הרחם, בהתאמה, שניהם עם שיטוח לסנן. לאחר השלמת תוכנית טיפול, המסמך נוצר עבור סקירה ואישור על ידי צוות קליני מתאים, למשל, פיזיקאים אונקולוגים קרינה. חלק ממשימות אלה ניתן להקצות לצוות אחרים.

טיפולים מודרניים מערכות התכנון כבר להציע כמה אוטומטית תהליכי תכנון. RPA משלב אלה, במידת האפשר, המציע להשלים אוטומטיות תכנון תהליך, כך שהמשתמש יכול ליצור תוכניות טיפול ללא הצורך לפתוח טיפול מסובך תכנון ממשק המערכת. כתב יד זה תיאר את הפרוטוקול עבור RPA ולאחר מכן מציג תוצאות דוגמה לפלט של תהליך תכנון הטיפול.

Protocol

כל הנתונים החולה המשמשים להערכת את RPA שימשו retrospectively, באישור אוניברסיטת טקסס MD אנדרסון מוסדיים המנהלים.

1. מעקב אחר התקדמות התכנון

  1. פתח קרינה תכנון המסייע לשלוט מרכז סביבת העבודה, היכנס.
  2. כדי לראות את כל הנתונים החולה הפעילה הנוכחית, לחץ על כל המטופלים.
  3. כדי למצוא מטופל על ידי שלהם רפואית רשומה מספר (MRN), לחץ על בחר המטופל.
  4. כדי לראות את הסטטוס של התוכנית עבור כל מטופל של CT שאושרו או אושרה תוכנית הסדר (או שניהם), עיין במקטע תוכנית RPA . האפשרויות מצב מסוכמים מיד לעיל בסעיף זה, במקטע הודעה .
  5. כדי לסקור את הפרטים של כל התוכנית הושלמה, לחץ על המטופל (בסעיף RPA). ניתן לראות פרטים על תוכנית הסדר שלהם ו- CT במקטעים תוכנית הסדר ו CT אישור .
    1. כדי לאשר תוכנית הושלמה, לחץ על אישור. ישנן רמות מסוימות של האישור (רופא, פיזיקאי ו טכנאי) שניתן להגדיר בכל מוסד.
  6. כדי לסקור את תולדות RPA המשימה, לחץ על יומן הרישום.
  7. כדי לסקור את פרטי כל הזמנה התוכנית (כולל אלה עדיין לא אושרו), לחץ על מטופל במקטע תוכנית הסדר .
  8. כדי לסקור פרטים עבור כל תמונת CT להגדיר (כולל אלה עדיין לא אושרו), לחץ על מטופל במקטע אישור CT .

2. תכנית הסדר אישור

הערה: תוכנית סדר (בדרך כלל על ידי אונקולוג קרינה) נדרש אישור לפני RPA יוצר תוכנית טיפול.

  1. פתח את סביבת העבודה לתכנן סדר . השתמש בסמל עצמאי, או לעשות את זה מסביבת העבודה של מרכז הבקרה של העוזרת תכנון הקרינה .
  2. ליצור סדר חדש תוכנית כדלקמן.
    1. לחץ על חדש.
    2. להשלים את סעיף 1 - דמוגרפיה; סעיף זה הוא תמיד זהה.
      1. הזן את מספר הרשומה הרפואית ואת שם החולה.
      2. בחר את האתר הטיפול המתאים. בחר ראש/צוואר, צוואר, חזה ועוד.
        הערה: רשימה זו יגדל ככל ההתקדמות מאמצי הפיתוח שלנו. בחירה זו משנה את האפשרויות המוצעות, בסעיף 3 להלן.
    3. להשלים את סעיף 2 - טיפול כללי; סעיף זה הוא תמיד זהה.
      1. להשלים את השאלות על מצב סקס/הריון, הקרנה מוקדמת, קוצב לב, שתלים אחרים.
      2. להשלים את השאלה על אתחול אוטומטי או טכנאי.
        הערה: בחירת אתחול אוטומטי יביא RPA באופן אוטומטי מתחיל תהליך התכנון כאשר יש הזמנה שאושרה תוכנית וגם תמונה CT המאושרים. בחירת טכנאי ידרוש טכנאי להתחיל את תהליך תכנון אוטומטי. ניתן לבצע זאת בסביבת העבודה של מרכז הבקרה.
    4. להשלים את סעיף 3 - טיפול ספציפי.
      הערה: דוגמה זו היא ראש/צוואר טיפולים.
      1. בחר את האתר הראשי ראש/צוואר ומעורבות לימפה חיוביות על-ידי בחירה בלחצן המתאים; הסעיפים הבאים נבחרו באופן אוטומטי בהתבסס על בחירות אלה.
      2. לאשר או לשנות את הסעיפים על צוואר צוואר הרחם וכיסוי retropharyngeal הלימפה בבית השחי הצומת, על-ידי בחירה את לחצן האפשרויות המתאים. לאחר מכן בחר את לחצן האפשרויות המתאים כדי לציין אם אלה שיתאימו CTV1 או CTV2 (CTV: קליני Target Volume).
      3. בחר המכונה טיפול וטכניקות טיפול.
      4. בחר את גישת טיפול על-ידי לחיצה על לחצן האפשרויות המתאים (דוגמה זו היא עבור טיפולים VMAT).
        1. לאשר או לשנות את המרשם טיפול. כדי לשנות את המרשם, נכנסים במינונים הדרושים שבר תיבות הטקסט.
        2. ודא נאותות האילוצים במינון הרקמות.
    5. להציל את סדר התכנית; קובץ pdf של המסדר תוכנית ייווצר.
    6. סקור את סדר התוכנית הסופית.
      1. אם סדר התוכנית הסופית היא הנכונה, לחץ על אישור.
      2. אם הצו הסופי לתכנן שגוי, לחץ על ערוך ובצע שינויים לפי הצורך.
  3. סגור את סביבת העבודה לתכנן סדר .

3. CT התמונה אישור

הערה: CT נדרש אישור לפני RPA יוצר תוכנית טיפול.

  1. פתח את סביבת העבודה של CT אישור .
    הערה: ניתן לבצע זאת הסמל עצמאי, או מסביבת העבודה של מרכז הבקרה של העוזרת תכנון הקרינה .
  2. לחץ על הטומוגרפיה שזה יאושר.
    הערה: אם סריקת CT לא מופיע, זה לא התקבלה על ידי RPA.
  3. סקור את הפרוסות CT שבמרכזה של isocenter.
    1. לחץ על כל עומס כדי לסקור את כל התמונות CT.
    2. סקירה isocenter מיקום ואיכות תמונה CT.
  4. אם ה-CT תמונות, מספר פרוסות, התמצאות נתונים נכונים, לחץ על אישור.

4. ליזום תכנון טיפול אוטומטי

הערה: שלב זה נחוץ רק אם להתחיל Autoplan (לפי הסדר התוכנית) מוגדר טכנאי.

  1. בחר את נכונות החולה/תוכנית סדר/CT מרכז הבקרה סביבת עבודה ולאחר לחץ על הוספת תוכנית RPA.

5. יצירת מיתאר סקירה ואישור

הערה: עבור טיפולים מסוימים, כגון ראש/צוואר VMAT, יצירת מיתאר סקירה ואישור נדרש. זה מתבצע בדרך כלל על ידי אונקולוג קרינה.

  1. לחכות מצב החולה נתונים לציין W (חכה) במרכז הבקרה; זה מוכן כעת עבור יצירת מיתאר סקירה.
  2. לחץ על W סמל, או על אישור ROI (רועי: אזור-של-ריבית). שימו לב כי סביבת העבודה יצירת מיתאר סקירה ואישור תיפתח.
    הערה: קווי המתאר כאן תלויים על הסוג של תוכנית שיווצר (נבחרת סדר התכנית).
  3. סקור כל מתאר רקמות/מטרות. לעריכת מבנים, תחילה לבחור את המבנה של הריבית (הנפתח list), ולאחר מכן לחץ על סמל להסיט ולערוך את קווי המתאר על כל פרוסה CT.
  4. אם יש צורך (למשל, עבור תוכניות ראש/צוואר), ניסחו באופן ידני את נפח הגידול דוחה (GTV) ואת בלוטות הלימפה חיובי. כדי לעשות זאת, בחר את המבנה של הריבית (למשל, GTV) מתוך הרשימה הנפתח, לחץ על סמל תיחום ידנית ולאחר לצייר את המבנה על כל פרוסה CT.
  5. יצירת יעד קליניים אחסון (CTV1) (למקרים ראש/צוואר)
    1. כדי להרחיב את GTV ואת בלוטות הלימפה חיובית, לחץ על GTV -> CTV.
    2. לשרטט ידנית CTV1, בחר CTV1 מהרשימה של מבנים (הנפתח list), לחץ על סמל תיחום ידנית ולאחר לצייר את המבנה על כל פרוסה CT.
    3. סקור וערוך CTV1, לפי הצורך.
  6. ליצור תכנון אמצעי אחסון היעד (PTVs).
    1. לחץ על CTV -> זאת. סקירה.
    2. עריכה במידת הצורך, אך זכור הרחבות אלה בחשבון אי ודאויות רבות בשתי ההתקנה יצירת מיתאר וסבלניים. כדי לערוך את זאת, בחר את זאת המתאימה מתוך הרשימה הנפתח, לחץ על הסמל ' דחיפת ' (או אחד מהסמלים עריכה אחרים),
  7. לאשר את קווי המתאר.
    1. סקור כל קווי המתאר ולאחר מכן לחץ על רועי לאשר. ברגע ROIs אושרו, הטיפול תהליך תכנון יתקדמו באופן אוטומטי. שימו לב הודעות אזהרה ולהוסיף הערות הסבר, לפי הצורך.

6. הקרנות תוכנית הסקירה והאישור

  1. סקירת תוכנית הטיפול כשזה יהיה מוכן לבדיקה; הוא מופיע בה תכנית סקירת מסמך (בפורמט pdf) של מרכז הבקרה.
    הערה: ניתן לסקור את התוכנית בשלבים (אשר יכול להיות משולב, בהתאם צוות זמין). השלב המתאים סקירה מוצג בכותרת התחתונה של כל עמוד.
  2. לבצע ביקורת טכנית.
    הערה: זה יכול להיות משולב עם הסקירה פיזיקה.
    1. לסקור את העמוד הראשי.
      1. סקור ולאחר להבטיח את המטופל דמוגרפיה, המרשם ותוכנית פרטים מתאימים.
      2. בדוק כי כל הבדיקות אימות אוטומטי תוכנית היו מוצלחים.
    2. בדוק את isocenter מסומן.
      1. ענה על השאלות בטופס כדי לבדוק isocenter מסומן זוהה כראוי. להשוות עם המקרים ספריה, לפי הצורך.
    3. לבצע סקירה מתאר הגוף.
      1. ענה על השאלות כדי לבדוק כי הגוף היה מתאר בצורה נכונה. להשוות עם המקרים ספריה, לפי הצורך.
    4. לבצע סקירה צמצם שדה.
      1. ענה על השאלות בטופס כדי לבדוק שדה פתחים מתאימים.
    5. לבצע סקירה חלוקת המינון.
      1. ענו על השאלות על הטופס כדי לבדוק אם חישוב המינון המתאים
    6. כדי לאשר או לדחות את התוכנית, לחץ על אישור טכניים.
  3. לבצע את הסקירה הרופא.
    1. בהתאם לסוג הטיפול, סקור את המינון הפצות ואת השדה פתחים.
    2. כדי לשנות את מצב האישור של תוכנית זו כדי לאשר או לדחות, לחץ על MD לאשר.
  4. לבצע סקירה בפיזיקה.
    1. לפי התוכנית באמצעות הליכים סטנדרטיים. עיין בהנחיות הבאות לבדיקות משלימות.
    2. סקור את הרופא סקירה של ביקורת טכנית מקטעים.
    3. סקור את התוצאות של אימות עצמאית QA: שולחן להסרת, סימון מתאר הגוף, isocenter הסימון.
    4. סקור את התוצאות של בדיקות אימות בלתי-תלוי נוספות ספציפיות לאתר טיפול - למשל, בדיקת בלוק לטיפולי צוואר הרחם 4 שדות.
    5. סקור את התוצאות של השוואות הפרמטרים השדה ואת תוכנית עם אלה של האוכלוסייה המטופלת.
    6. לסקור את דוח אימות במינון.
    7. סקור נתונים נוספים. נתונים נוספים בסוף המסמך להותירה עקביות - כולל תוכנית הסדר המקורי ואישור CT.
    8. כדי לשנות את מצב האישור של תוכנית זו כדי לאשר או לדחות, לחץ על פיזיקה לאשר.

7. גמר התוכנית העברה

  1. לאחר התוכנית מאושרת, לייצא אותו. השלבים הבאים תלויים ההתקנה המקומי, תכנון מערכת תוכנה רשומה-וודא והטיפול. הם גם תלוי פרוטוקולים אתיקה וזרימת קליניים מקומיים. להלן השלבים הבאים הם דוגמאות של צעדים מתאימים.
  2. להעביר תוכנית DICOM שיא-וודא (R & V) המערכת המקומית.
  3. השתמש כלי תוכנה כדי להשוות את התוכנית המקורית עם זה במערכת R & V (כדי לוודא העברת הנתונים הנכונים).

Representative Results

דוגמה לטיפול לתכנן סדר שנוצר עבור תיק ראש/צוואר מוצג באיור3. איור 4 מציג את ההתפלגות מנה עבור תוכנית VMAT שנוצר באופן אוטומטי עבור חולה עם בסיס של הלשון קרצינומה של תאים קשקשיים7,10. סקירה על ידי אונקולוג קרינה המטפל אישר כי תוכנית זו היה מקובל לטיפול. בממוצע התוכניות VMAT ראש/צוואר קח 46 דקות עבור תוכנית 2-קשת, אנו מצפים להביא את זה עד פחות מ 30 דקות עם אלגוריתם חישוב מנה מהירה יותר, ארכיטקטורה מבוזרת יצירת מיתאר אוטומטי צעד.

איור 5 מראה פתחים שדה שנוצר באופן אוטומטי עבור טיפול תיבת 4-שדה עבור חולה עם סרטן צוואר הרחם. סקירה על ידי אונקולוג קרינה מנוסים אישר נאותות קליני של 90-96% של אלה שדות7,11. בממוצע, התוכניות האלה לקח 21 דקות.

ברגע תוכנית הטיפול יהיה מוכן, תיעוד נוצר באופן אוטומטי לבדיקה על ידי אונקולוגים קרינה, הצוות הטכני, פיזיקאים רפואיים radiographers. עיצבנו הליך מאויר מוביל את המשתמש באמצעות בדיקות isocenter מסומן וזיהוי מתאר הגוף, עקביות של האתר התמצאות/laterality/טיפול החולה פתחים השדה (לדוגמה תיבת 4-שדה), נוכחות של התמונה או במינון חישוב חפצים12. בכל שלב של ההליך יש הוראות פשוטות ודוגמאות ספריה שבה המשתמש יכול להפנות. דוגמה של ההוראות מוצג באיור 6.

למרות הצורך לבדיקה אונקולוג קרינה ופיזיקה מתועד היטב, התפקיד של צוות נוספים לא הוערך. אנחנו העריכו את זה על-ידי יצירת תוכנית מסמכים עבור חולי סרטן צוואר הרחם 16, 12 אשר כללו שגיאות מכוונת: isocenter שגוי (3 מקרים), מתאר הגוף שגוי (3 מקרים), CT שגוי הספה להסרת (מקרה 1), שדה שגוי פתחים (5 מקרים), חישוב מינון שגוי (מקרה 1) ולאחר מספר לא נכון של שדות (מקרה 1). תוכניות אלה נבחנו ואז על ידי 4 מתנדבים עם ניסיון מינימלי הקרנות אין ניסיון בבדיקת תכניות. הגירסה הסופית של התיעוד התוכנית נדרש ~ 30 דקות של אימון. בממוצע, התוכנית בודקת נדרשים 8 דקות לכל תוכנית. החומר הצליחו למצוא כל השגיאות קווי הגוף, isocenter (בהתבסס על סמנים fiducial) וחפצים חישוב מינון. . הם לא אמינה לזהות שגיאות קטנים (אך חשוב מבחינה רפואית) שמאפשרת השדה. הם גם לא מסוגל לזהות במקרה זה היה רק 3 שדות במקום 4 - דוגמה של שגיאה בלתי צפויות לא נבדק עם פריט ספציפי-הרשימה. לסיכום, תוצאות אלה מציינים כי בדיקה ראשונית של כמה תכונות חיוניות של הקרנות תוכניות שנוצרו על-ידי תהליכים אוטומטיים יוקצה צוות עם ניסיון מוגבל הקרנות, ומאפשר כל צורך פעולה מתקנת זוהו בעבר הרופא סקירה. צוות אלה לא, לעומת זאת, תמצא כל השגיאות, בדיקות נוספות על ידי צוות מוסמך (אונקולוגים קרינה, פיזיקאים) הם עדיין חלק חיוני של הקרנות תכנון זרימת העבודה.

Figure 1
איור 1 . תיאור סכמטי של הטיפול אוטומטית תהליך התכנון. הסמלים האנושית להראות את הנקודות בזרימת העבודה היכן נחוצה התערבות אנושית. כל צעדים אחרים הן אוטומטיות. כל שלב אוטומטית בתהליך התכנון יש אלגוריתם העיקרי, אשר משמש ליצירת התוכנית בפועל, באלגוריתם משני המשמש כדי לוודא את התוצאה של האלגוריתם העיקרי. אם כל אחד בודק את האימות נכשל (דהיינו ליפול החוצה קריטריון קבוע מראש), או אם אונקולוג קרינה לא מאשרת את התוכנית, ואז מדריך תהליך תכנון הופך הכרחי. נהלי איכות נוספים חשובים לטיפול תכנון תהליך, במיוחד שגרתי בדיקות על ידי פיזיקאי רפואי מוסמך, אינן מוצגות כאן. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 2
איור 2 . סכמטי של RPA מנקודת המבט של המשתמשים. אונקולוג קרינה אחראית על השלמת ואישור הזמנה לתכנן הרופא. לאחר נטילת תמונת הדמיה של המטופל, זה מאושר על ידי את radiographer או אחרים העובדים המתאימים הנוכחים. RPA לאחר מכן באופן אוטומטי מתחיל, יוצר תוכנית טיפול הקרנות. מטרת עבודה זו היא ליצור כל תוכנית הקרנות, לרבות תיעוד, בתוך 30 דקות. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 3
איור 3 דוגמא סדר תוכנית טיפול עבור תוכנית VMAT ראש/צוואר. סדר לתכנן מראה את מזהי החולה (שם, MRN, וכו.), קצת מידע כללי אודות המטופל, מידע ספציפי לטיפול. זה כולל את מרשם במינון, כיסוי היעד והאילוצים הרקמות.

Figure 4
איור 4 . דוגמה שנוצר באופן אוטומטי תוכנית VMAT ראש/צוואר. אזורים מוצללים להראות את הכרכים היעד תכנון - אדום, כחול וצהוב מתאימות PTV1 PTV2, PTV3, בהתאמה. הקווים מראים את ההפצה isodose של התוכנית שנוצר באופן אוטומטי.

Figure 5
איור 5 . דוגמה של פתחים שנוצר באופן אוטומטי עבור טיפול בסרטן צוואר הרחם תיבת 4-שדה. AP, הרשות הפלסטינית, עזב לרוחב ו נכון לרוחב שדות מוצגים.

Figure 6
איור 6 . דוגמה של ההוראות מאויר שנועד לסייע תרשים סקירה עבור תוכניות הקרנות נוצרה באופן אוטומטי באמצעות את RPA. דף דוגמה זה הוא עבור הסקירה של מתאר הגוף שנוצר באופן אוטומטי. היא כוללת את התוצאות של האלגוריתם הראשי, כמה שאלות עבור המשתמש, תיק ספרייה עבור המשתמש לסקור

Discussion

פרוטוקול חלוקה לרמות את השלבים ביצירת תוכנית טיפול אוטומטי באמצעות מערכת קרינה תכנון המסייע (RPA) תוארה. הצעדים מכריע, מנקודת המבט של המשתמש, הן CT (1) אישור (2) תכנית הסדר אישור (3) מתאר סקירה/עריכה עבור תיקים ראש/צוואר, סקירה (4) לא מתעצבנת. סדר השלבים הראשונים הוא להחלפה. קרינה תכנון המסייע של כעת באופן אוטומטי יוצר תכניות הקרנות ראש/צוואר (VMAT) סרטן צוואר הרחם (תיבת 4 שדות) וגם כיום אנו עובדים על תוכניות עבור טיפולים בסרטן השד. המטרה הסופית היא כדי להפוך לאוטומטית לגמרי טיפול הקרנות תכנון עבור כל האתרים/שיטות, יצירת כלי שיוצר תוכניות טיפול בטוח ויעיל הקרנות.

המערכת הנוכחית יש מספר מגבלות. ראשית, היא אינה יכולה ליצור תוכניות טיפול עבור כל אתרי טיפול וגישות, אף אנו צופים את היכולות שלה כדי לשפר לאורך זמן, אנחנו בדרך כלשהי מן אוטומציה מלאה עבור כל האתרים טיפול. יש גם סיכון של הסתמכות על ידי המשתמשים על אוטומציה - זהו סיכון זה ניסינו להקל על-ידי הכללת אימות בלתי-תלוי הרבה שיקים (איור 1). הוכח כי השימוש שלנו תיעוד התוכנית שפותחה מטרה לבדוק תוכניות טיפול יאפשר כמה שגיאות פוטנציאליות להיות מזוהה על ידי צוות מנוסה יחסית, אך סקירה על ידי אונקולוג קרינה, תוכנית בדיקות על-ידי אחרים מוסמך צוות חשובים.

אנו מצפים לשפר את הממשקים RPA לאורך זמן, בתגובה למשוב. כללי זרימת עבודה משימות צריך, עם זאת, נותרו דומים לאלה המתוארים במסמך זה. מסמך זה, לכן, להמשיך להיות שימושי. תיעוד נוסף גם יהיה זמין, המתאר שינויים, הדרכה עבור תוכנית בדיקות, וכו '.

יש דוגמאות קיימות של אוטומציה של צעדים ספציפיים של התכנון טיפול הקרנות. לידע שלנו זה המערכת הראשונה אשר שזרימת העבודה כולו הוא אוטומטי לחלוטין, הדורש כמעט לא קלט מהמשתמש. פרוטוקול זה מתאר, מנקודת המבט של המשתמש, חשוב השלבים הדרושים כדי להפעיל את הקרינה תכנון המסייע ולהפיק תוכנית טיפול הקרנות.

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgments

עבודה זו מומן על ידי המכון הלאומי לסרטן, עם תמיכה נוספת על-ידי מערכות רפואיות וריאן ומערכות רפואיות מוביוס. המערכת הנוכחית שלנו משתמש Eclipse עבור פונקציות תכנון הטיפול, וכן מוביוס 3D עבור אימות של חישוב מינון.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Eclipse Varian Medical Systems na Treatment planning system
Mobius 3D Mobius Medical Systems na Dose calculation verification system

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. IAEA. Planning National Radiotherapy Services: A Practical Tool IAEA. , IAEA. Vienna. (2010).
  2. Datta, N. R., Samiei, M., Bodis, S. Radiation Therapy Infrastructure and Human Resources in Low- and Middle-Income Countries: Present Status and Projections for 2020. International Journal of Radiation Oncology*Biology*Physics. 89 (3), 448-457 (2014).
  3. Slotman, B. J., et al. Overview of national guidelines for infrastructure and staffing of radiotherapy. ESTRO-QUARTS: work package 1. Radiotherapy and Oncology. 75 (3), 349-354 (2005).
  4. International Organization for Medical Physics. Policy Statement No 2: Basic Requirements for Education and Training of Medical Physicists. , (2010).
  5. Commission on Accreditation of Medical Physics Educational Programs, Inc . Standards for Accreditation of Residency Educational Programs in Medical Physics. , http://www.campep.org/ResidencyStandards.pdf (2014).
  6. Caruana, C. J., Christofides, S., Hartmann, G. H. European Federation of Organisations for Medical Physics (EFOMP) Policy Statement 12.1: Recommendations on Medical Physics Education and Training in Europe 2014. Physica Medica. 30 (6), 598-603 (2014).
  7. Kisling, K., et al. SU-F-T-423: Automating Treatment Planning for Cervical Cancer in Low- and Middle- Income Countries. Medical Physics. 43 (6Part19), 3560-3560 (2016).
  8. McCarroll, R., et al. TU-H-CAMPUS-JeP1-02: Fully Automatic Verification of Automatically Contoured Normal Tissues in the Head and Neck. Medical Physics. 43 (6Part37), 3778-3778 (2016).
  9. McCarroll, R., et al. Machine Learning for the Prediction of Physician Edits to Clinical Auto-Contours in the Head-And-Neck. American Association of Physicists in Medicine Annual Meeting. , (2017).
  10. McCarroll, R., et al. Fully Automated VMAT Planning in the Head and Neck. American Association of Physicists in Medicine Annual Meeting. , (2017).
  11. Kisling, K., et al. Fully-Automated Treatment Planning for Cervical Cancer Radiotherapy. American Association of Physicists in Medicine Annual Meeting. , (2017).
  12. Court, L., et al. An Initial Plan Check Procedure Specifically Designed for Fully-Automated Treatment Planning. American Association of Physicists in Medicine Annual Meeting. , (2017).

Tags

רפואה בעיה 134 טיפול בהקרנות אוטומטית טיפול תכנון אוטומציה תכנון טיפול אבטחת איכות בודק את התוכנית
קרינה תכנון העוזרת - מפושטת, אוטומטי לחלוטין טיפול הקרנות תכנון המערכת
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Court, L. E., Kisling, K.,… More

Court, L. E., Kisling, K., McCarroll, R., Zhang, L., Yang, J., Simonds, H., du Toit, M., Trauernicht, C., Burger, H., Parkes, J., Mejia, M., Bojador, M., Balter, P., Branco, D., Steinmann, A., Baltz, G., Gay, S., Anderson, B., Cardenas, C., Jhingran, A., Shaitelman, S., Bogler, O., Schmeller, K., Followill, D., Howell, R., Nelson, C., Peterson, C., Beadle, B. Radiation Planning Assistant - A Streamlined, Fully Automated Radiotherapy Treatment Planning System. J. Vis. Exp. (134), e57411, doi:10.3791/57411 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter