방사선 치료는 치료 계획을 만들고 제공 하는 품질 보증 (QA) 환자에 게 배달 하기 전에 여러 전문가 필요로 하는 매우 복잡 한 암 치료 이다. 이 프로토콜은 방사선 계획 도우미 (RPA), 높은-품질 방사선 치료 계획을 만들기 위해 완전 자동화 된 시스템의 사용을 설명 합니다.
방사선 계획 도우미 (RPA)은 방사선 치료 계획, 머리/목 암과 4 필드 상자 계획 환자에 대 한 볼륨 변조 아크 치료 (VMAT) 계획을 포함 하 여 환자에 대 한 완전 자동화 된 생성에 대 한 개발 시스템 자 궁 경부 암입니다. 상업적인 방사선 치료 계획 시스템 통신할 수 응용 프로그래밍 인터페이스를 사용 하 여 특별히 개발 된 사내 소프트웨어의 조합 이다. 그것은 또한 상업 보조 복용량 확인 소프트웨어 인터페이스. 시스템에 필요한 입력 한 치료 계획 순서, 방사선 종양학에 의해 승인 되며 시뮬레이션 계산 된 단층 촬영 (CT) 이미지는 radiographer에 의해 승인. RPA는 다음 완전 한 방사선 치료 계획을 생성합니다. 자 궁 경부 암 치료 계획에 대 한 추가 사용자 개입 없이 계획 완료 될 때까지 필요 하다. 머리/목 치료 계획에 대 한 정상 조직과 대상 구조 중 일부는 자동으로 CT 이미지에 delineated 후 방사선 종양학 검토 해야 합니다 윤곽, 필요한 경우 편집 만들기. 그들은 또한 총 종양 볼륨을 나타냅니다. RPA는 다음 치료 계획 프로세스, VMAT 계획 만들기를 완료 합니다. 마지막으로, 완료 된 계획 된 임상 직원에 의해 검토 해야 합니다.
방사선 치료 클리닉에서 국제 원자력 기구 (IAEA) 300 환자 당 1 치료 계획을 권장 하 고 400 환자 당 1 방사선 물리학자 취급 매년1. 많은 국가에서는,이 역할 (치료 계획 및 물리학자) 결합 됩니다. 다른 국가에서는, 방사선 치료 기술자 (방사선과 라고도 함)는 또한 역할을 계획 하는 치료에 걸릴. 낮은 중간 소득 국가 (LMICs) 방사선 종양학, 의학 물리학자, 방사선 치료 기술자 심각한 적자를 가진다. 2020 년, 우리는 추가 12000 방사선 종양학, 10000 의료 물리학, 그리고 29000 기술자 필요 합니다 추정 된다. 2. 공개 소프트웨어에서 다양 한 데이터 집합에서 데이터를 기반으로하는 이러한 예측 (e.g., IAEA), 방사선 치료 및 종양학 (ESTRO)와 국제 원자력 기구3유럽 사회에서 권장 사항에 따라 레벨을 인력으로. 훈련 요구는 엄청난. 예를 들어, 의학 물리학자, 대부분 지침 권장 2-3 년 인턴 이나 레지던트, 의학 물리학의 대학원 학교4,,56후에 자주 합니다. 이 4 년 투입 훈련의 40000 지닌 의료 물리학 혼자의 글로벌 결핍을 해결 하기 위해 단지 필요한 것을 의미 합니다.
치료 계획의 자동화는 이러한 인력 부족, 특히 의료 물리학과 계획의 일부를 줄일 수 있습니다. 자동화 된 계획 방사선 종양학 치료 계획3 에 지출 시간을 줄일 수 있고 확실히 방사선 치료 빔 apertures을 그리기에서 중요 한 역할을 했습니다. 이 작품 완전 자동화 된 처리 시스템, 고 방사선 계획 도우미 (RPA), 궁극적으로 전 세계에 걸쳐 고품질 방사선 치료에 대 한 액세스를 개선 하기 위해 국립 암 연구소에 의해 투자 하는 프로젝트에서 개발 계획의 작업을 설명 합니다. 7.
그림 1 자동된 치료 계획은 RPA에 구현 하는 프로세스의 개요를 보여 줍니다. 계획 작업 계획 시스템 치료에 어느 기능을 사용 하 여 수행 하는 치료 (계획 시스템 사용에 대 한 테이블의 자료 를 참조), 응용 프로그램 프로그래밍 인터페이스 (API)를 사용 하 여 제어 또는 자체를 사용 하 여 개발 기능입니다. 핵심 구성 요소는 RPA의 된 모든 작업의 독립적인 검증 자동화8입니다. 이 두 번째, 다른 알고리즘/기능 집합을 사용 하 여 이루어집니다. 치료 계획에 대 한 사용 되는 기본 알고리즘의 결과 보조 알고리즘의 결과와 비교 하 고 차이는 미리 정해진된 기준9보다 크면 표시. 치료 계획 통과 독립적인 검사 및 현지 직원에 의해 추가 수동 검사 환자 치료에 사용 될 준비가. RPA의 출력 문서 특히 수동 확인 과정을 간소화 하도록 설계 되었습니다.
사용자의 관점에서 RPA는 시스템의 워크플로 그림 2에 표시 됩니다. 시스템에 입력은 승인 된 계획 순서와 승인 된 CT 이미지. 방사선 종양학 만들고 기본적인 환자 정보와 예상된 계획 (처방, 치료 유형, 등)에 대 한 세부 정보를 포함 하는 계획 주문 승인 합니다. CT 이미지 설정 (CT 기술자)에 의해 승인을 받아야 한다. 이 계획은 정확한 CT 이미지에 계산입니다. 이 때 중요 하다, 예를 들어 단일 환자의 CT 이미지 여러 찍힌다. RPA 받게 되 면 승인 된 계획 순서 및 승인 된 CT 이미지 설정, 치료 계획을 자동으로 생성 됩니다. 어떤 경우에와 같은 자 궁 경부 암 치료 4 필드 상자를 만들 때 다음 단계는 완전히 자동화 하 고, 추가 사용자 개입 없이까지 필요한 치료 계획 준비입니다. 머리/목 VMAT 치료 계획의 창조와 같은 다른 경우에 개입 자동된 치료 과정을 통해 중간 필요 하다. 머리/목 계획, 방사선 종양학 검토/편집 자동으로 생성 된 윤곽선에 필요 하다. 그들은 또한 총 종양 볼륨 (GTV) 윤곽을 그리 다 해야 합니다. 이 상황에서 수신 승인 계획 순서와 CTs, 후는 RPA 일부 초기 컨투어링 정상 조직 및 일부 대상의 윤곽을 포함 하 여 작업 수행 합니다. 방사선 종양학 다음 검토 하 고 승인, 윤곽선과는 RPA 나머지 처리 작업을 계획. 현재이 시스템은 6 테스트 MV 및 머리/목 및 자 궁 경부 치료 계획에 대 한 18 MV x 선 광선, 각각, 모두 병합 필터. 치료 계획 완료 되 면 문서 검토 및 승인에 대 한 적절 한 임상 직원, 예를 들면, 물리학자와 방사선 종양학에 의해 만들어집니다. 이러한 작업의 일부를 다른 직원에 게 위임 될 수 있습니다.
현대 치료 계획 시스템 이미 제공 하는 일부 계획 프로세스 자동화. RPA 통합이 가능 하다 면, 사용자는 복잡 한 치료 계획 시스템 인터페이스를 열 필요 없이 치료 계획을 생성할 수 있습니다 그런 계획 프로세스, 자동화 된 완전 한 제공 합니다. 이 원고는 RPA에 대 한 프로토콜을 설명 하 고 치료 계획 프로세스의 출력에 대 한 몇 가지 예제 결과 선물 한다.
방사선 계획 도우미 (RPA) 시스템을 사용 하 여 자동화 된 치료 계획을 만드는 단계를 설명 하는 프로토콜 설명 했다. 사용자의 관점에서 중요 한 단계는 (1) 코네티컷 승인 (2) 계획 순서 승인 (3) 등고선 검토/편집 머리/목의 경우, 및 (4) 치료 계획 검토를 위해. 처음 두 단계 순서는 상호 교환. 방사선 계획 도우미 현재 자동으로 머리/목 (VMAT)과 자 궁 경부 암 (4 필드 상자), 대 한 방사선 치료 계획을 만들고 우리가 유 방 암 치료에 대 한 계획에 현재 작업 중인. 최종 목표는 완전히 자동화 방사선 치료 모든 사이트/modalities, 안전 하 고 효과적인 방사선 치료 계획을 생성 하는 도구를 만드는 대 한 계획입니다.
현재 시스템에는 몇 가지 제한이 있습니다. 첫째, 그것은 치료 계획을 만들 수 없습니다 모든 치료 사이트 및 접근, 비록 시간이 지남에 개선 하는 기능을 기대 하는 우리가 우리는 모든 치료 사이트에 대 한 완전 자동화에서 몇 가지 방법. 또한 위험이 있다의 자동화에는 사용자가 신뢰 이상-이것은 우리가 많은 독립적인 확인 검사 (그림 1)를 포함 하 여 완화를 시도 하는 위험. 방사선 종양학 의사에 의해 치료 계획 확인을 우리의 목적 개발 계획 문서를 사용 하 여 상대적으로 미숙한 직원, 하지만 검토에 의해 식별 몇 가지 잠재적인 오류가 하면 시연 되었다와 다른 자격에 의해 계획 확인 직원은 중요 합니다.
우리는 사용자의 피드백에 대 한 응답에서 시간이 지남에 RPA 인터페이스 개선 기대. 그러나 일반적인 워크플로 및 작업,, 계속이 문서에 설명 된 것과 유사 합니다. 이 문서, 따라서 유용 하 게 계속 됩니다. 추가 문서 가능할 것 이다 또한, 설명 하는 수정, 계획 검사 등에대 한 교육.
방사선 치료 계획의 특정 단계의 자동화의 기존 예제가 있습니다. 우리의 지식을 하려면이를 전체 워크플로 완전 자동화 된, 거의 사용자 로부터 입력을 요구 하는 첫 번째 시스템입니다. 이 프로토콜에서는 사용자의 관점에서 중요 한 단계는, 방사선 계획 지원을 운영 하 고 방사선 치료 계획을 생성 하는 데 필요한 합니다.
The authors have nothing to disclose.
이 작품은 Varian 의료 시스템 및 Mobius 의료 시스템에 의해 추가 지원으로 국립 암 연구소에 의해 투자 되었다. 우리의 현재 시스템은 치료 계획 기능, 및 Mobius 복용량 계산의 3D에 대 한 이클립스를 사용합니다.
Eclipse | Varian Medical Systems | na | Treatment planning system |
Mobius 3D | Mobius Medical Systems | na | Dose calculation verification system |