A radioterapia é um tratamento de câncer altamente complexa que requer vários especialistas criar um plano de tratamento e fornecer garantia de qualidade (QA) antes da entrega ao paciente. Este protocolo descreve o uso de um sistema totalmente automatizado, a radiação Planejamento Assistente (RPA), para criar planos de tratamento de radiação de alta qualidade.
O assistente de radiação de planejamento (RPA) é um sistema desenvolvido para a criação totalmente automatizada de planos de tratamento de radioterapia, incluindo planos de terapia (VMAT) modulado por volume de arco para pacientes com câncer de cabeça/pescoço e planos de caixa 4-campo para pacientes com cancro do colo do útero. É uma combinação de software in-house especialmente desenvolvido que usa uma interface de programação de aplicativo para se comunicar com um sistema de planeamento de tratamento de radioterapia comercial. Também interage com um software de verificação de dose comercial de secundário. Os insumos necessários para o sistema são uma ordem de plano de tratamento, aprovado pelo oncologista, e uma simulação computadorizada de imagem de tomografia computadorizada (CT), aprovada pelo técnico de Radiologia. O RPA, em seguida, gera um plano de tratamento completo de radioterapia. Para os planos de tratamento do cancro do colo do útero, sem intervenção do usuário adicional é necessária até que o plano está completo. Para os planos de tratamento de cabeça/pescoço, depois que o tecido normal e algumas estruturas alvo automaticamente são delineadas na imagem CT, o oncologista deve rever os contornos, fazer edições, se necessário. Eles também delineiam o volume bruto do tumor. A RPA então completa o tratamento, processo de planejamento, criando um plano VMAT. Finalmente, o plano concluído deve ser revisto pelo corpo clínico qualificado.
Em clínicas de radioterapia, a Agência Internacional de energia atômica (AIEA) recomenda 1 planejador de tratamento por 300 pacientes e 1 físico de radiação por 400 pacientes tratados por ano1. Em muitos países, essas funções (planejador de tratamento e físico) são combinadas. Em outros países, os tecnólogos de terapia de radiação (muitas vezes chamados de radiologistas) também assumem um papel de planeamento de tratamento. Baixa e média renda países (LMIC) têm graves déficits na radiação oncologistas, físicos médicos e tecnólogos de terapia de radiação. Até 2020, estima-se que necessitaremos um oncologistas 12.000 radiação adicional, 10.000 médicos físicos e 29.000 tecnólogos. 2. Estas estimativas são baseadas em dados de vários conjuntos de dados de domínio público (evértice., AIEA), com níveis com base nas recomendações da sociedade europeia para a radioterapia & Oncologia (ESTRO) e da AIEA3de pessoal. As necessidades de treinamento são imensas. Por exemplo, para os médicos físicos, a maioria das diretrizes recomendam um estágio de 2 a 3 anos ou residência, muitas vezes depois de conclusão da física médica formar escola4,5,6. Este compromisso de 4 anos significa que 40.000 anos de treinamento são necessários para tratar a deficiência global em médicos físicos sozinhos.
Automação de planeamento de tratamento poderia reduzir alguns dos tais deficiências de pessoal, particularmente médicos físicos e planejamento pessoal. Planejamento automatizado pode reduzir o tempo que gasta de oncologistas de radiação em3 de planeamento de tratamento e certamente têm papéis importantes no desenho de aberturas de feixe de tratamento de radiação. Este trabalho descreve a operação de um sistema, a radiação Planejamento Assistente (RPA), desenvolvido no âmbito de um projecto financiado pelo Instituto Nacional de câncer, em última análise, melhorar o acesso à radioterapia de alta qualidade em todo o mundo de planeamento de tratamento totalmente automatizado 7.
A Figura 1 mostra uma visão geral do tratamento automatizado processo implementado no RPA de planejamento. O tratamento de tarefas de planejamento são executadas usando qualquer funções no sistema de planeamento de tratamento (ver a Tabela de materiais para o sistema de planejamento utilizado), controlado usando a interface de programação de aplicativo (API), ou usando internamente desenvolvido funções. Um componente chave do RPA é a verificação independente de todas as tarefas que foram automatizados8. Isso é conseguido usando um conjunto de segundo, diferente de algoritmos/funções. Os resultados dos algoritmos principais, que são usados para o plano de tratamento, são comparados com os resultados do algoritmo secundário e sinalizados se a diferença for maior que9critérios pré-determinados. Planos de tratamento que passam que os controlos independentes e mais manuais cheques por agentes locais estão prontos para serem usados para o tratamento do paciente. A documentação de saída da RPA foi desenvolvida especificamente para simplificar o processo de seleção manual.
O fluxo de trabalho do sistema RPA dos usuários do ponto de vista é mostrado na Figura 2. As entradas para o sistema são uma ordem de plano aprovado e uma imagem de CT aprovada. O oncologista cria e aprova a ordem do plano que contém a informação básica do paciente e detalhes sobre o plano esperado (prescrição, tipo de tratamento, etc.). O conjunto de imagens de CT também deve ser aprovado (pelo técnico CT). Isso é para garantir que o plano é calculado sobre a imagem correta de CT. Isto é importante, por exemplo, quando vários conjuntos de imagens de CT são tomados de um único paciente. Uma vez o RPA recebe uma ordem de plano aprovado e um CT aprovado conjunto de imagem, o plano de tratamento é gerado automaticamente. Em alguns casos, tais como ao criar a caixa de campo de 4 tratamentos contra o cancro do colo do útero, as etapas a seguir são totalmente automatizadas e sem intervenção do usuário adicional é necessária até que o plano de tratamento está pronto. Em outros casos, como a criação de planos de tratamento VMAT cabeça/pescoço, é necessária intervenção incompletamente através do processo de tratamento automatizado. Para planos de cabeça/pescoço, o oncologista é necessário para contornos de revisão/editar automaticamente gerado. Eles também precisam de delinear o volume bruto do tumor (GTV). Nesta situação, após receber aprovação plano ordens e CTs, o RPA executa alguns inicial de tarefas, incluindo o contorno dos tecidos normais e alguns alvos de contorno. O oncologista então analisa e aprova os contornos e o RPA continua com o restante tarefas de planeamento de tratamento. O atual sistema foi testado com 6 MV e 18 feixes de raios-x MV para planos de tratamento de cabeça/pescoço e colo do útero, respectivamente, ambos com achatamento do filtro. Concluído o plano de tratamento, é criado um documento para revisão e aprovação pelo corpo clínico apropriado, por exemplo, os físicos e oncologistas de radiação. Algumas destas tarefas podem ser delegadas a outros funcionários.
Tratamento de moderno sistemas de planejamento já oferecem alguns automatizada de processos de planejamento. A RPA integra estes, sempre que possível, oferecendo uma completa automatizada planejamento, processo de tal forma que o usuário pode gerar planos de tratamento, sem a necessidade de abrir um interface de sistema de planeamento de tratamento complicado. Este manuscrito descrito o protocolo para a RPA e em seguida, apresenta alguns resultados de exemplo para a saída do processo de planejamento de tratamento.
Foi descrito um protocolo delineando as etapas criando um plano de tratamento automatizado, utilizando o sistema de radiação Planning Assistant (RPA). Os passos cruciais, de um usuário ponto de vista, são (1) CT aprovação (2) contorno de aprovação (3) plano de ordem revisão/edição para casos de cabeça/pescoço e revisão do plano de tratamento (4). A ordem dos dois primeiros passos é intercambiável. O assistente de planejamento de radiação atualmente automaticamente cria planos de radioterapia para cabeça-pescoço (VMAT) e câncer cervical (caixa 4-campo), e atualmente estamos trabalhando em planos para tratamentos de câncer de mama. O objetivo final é para automatizar totalmente o planejamento para todos os sites/modalidades, criando uma ferramenta que gera planos de tratamento de radioterapia segura e eficaz do tratamento de radioterapia.
O atual sistema tem várias limitações. Primeiro, ele não pode criar planos de tratamento para todos os locais de tratamento e abordagens, embora esperamos suas capacidades para melhorar ao longo do tempo, nós somos alguma forma longe de automação completa para todos os locais de tratamento. Também há um risco de dependência pelos usuários de automação – este é um risco que tentamos atenuar, incluindo muitos controlos de verificação independente (Figura 1). Foi demonstrado que a utilização de nossa documentação plano desenvolvido por finalidade verificar planos de tratamento permitirá alguns erros potenciais ser identificado pelos funcionários relativamente inexperientes, mas revisão pelo oncologista e plano verifica por outros qualificados funcionários são importantes.
Esperamos melhorar as interfaces RPA ao longo do tempo, em resposta ao feedback dos utilizadores. O fluxo de trabalho geral e tarefas devem, no entanto, permanecem semelhantes aos descritos neste documento. Este documento deve, portanto, continuar a ser útil. Documentação adicional também estará disponível, descrevendo quaisquer modificações, treinamento para o plano de cheques, etc.
Há exemplos existentes de automação de etapas específicas no planejamento do tratamento de radioterapia. A nosso conhecimento, este é o primeiro sistema para o qual o fluxo de trabalho inteiro é totalmente automatizado, que exigem quase nenhuma entrada do usuário. Este protocolo descreve, do usuário ponto de vista, os importantes passos necessários para operar o assistente planejamento de radiação e gerar um plano de tratamento de radioterapia.
The authors have nothing to disclose.
Este trabalho foi financiado pelo Instituto Nacional de câncer, com suporte adicional por Varian Medical Systems e sistemas médicos de Mobius. Nosso sistema atual usa Eclipse para funções de planeamento de tratamento e Mobius 3D para verificação de cálculo de dose.
Eclipse | Varian Medical Systems | na | Treatment planning system |
Mobius 3D | Mobius Medical Systems | na | Dose calculation verification system |