La radiothérapie est le traitement du cancer très complexe qui nécessite plusieurs spécialistes créer un plan de traitement et fournir l’assurance qualité (QA) avant la livraison à un patient. Ce protocole décrit l’utilisation d’un système entièrement automatisé, le rayonnement Planning Assistant (APR), pour créer des plans de traitement de rayonnement de haute qualité.
L’Assistant Planification rayonnement (APR) est un système développé pour la création automatique des plans de traitement de radiothérapie, y compris les plans de thérapie (VMAT) arc modulés en volume pour les patients atteints de cancer de la tête/cou et plans de la zone 4-champ pour les patients atteints cancer du col utérin. C’est une combinaison de logiciels spécialement développés à l’interne qui utilisent une interface de programmation d’application pour communiquer avec un système de planification de traitement de radiothérapie commerciale. Il s’interface aussi avec un logiciel de vérification commercial dose secondaire. Les intrants nécessaires pour le système forment un ordre de Plan de traitement, approuvé par le radio-oncologue, et une simulation calculée images de tomodensitométrie (TDM), approuvé par le radiographe. L’APR génère ensuite un plan de traitement de radiothérapie complète. Pour les plans de traitement du cancer du col utérin, sans intervention de l’utilisateur supplémentaire est nécessaire, jusqu’à ce que le plan est complet. Pour les plans de traitement tête/cou, après que le tissu normal et certaines des structures cibles sont automatiquement définis sur l’image de la CT, le radiooncologue doit revoir les contours, apporter des modifications si nécessaire. Ils définissent également le volume de la tumeur brut. L’armée patriotique rwandaise puis termine le traitement de processus de planification, de création d’un plan VMAT. Enfin, le plan achevé doit être examiné par le personnel clinique qualifié.
Dans les cliniques de la radiothérapie, l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) recommande 1 planificateur de traitements par 300 patients et 1 physicien de rayonnement par 400 patients traités chaque année1. Dans de nombreux pays, ces rôles (planificateur de traitements et physicien) sont combinées. Dans d’autres pays, les technologues en radiation therapy (souvent appelés radiographes) également assumer un rôle de planification de traitement. Pays à faible revenu et à revenu intermédiaire (PFR-PRI) ont de graves déficits dans les radio-oncologues, de physiciens médicaux et de technologues en radiation therapy. D’ici à 2020, on estime qu’il faudra un supplémentaires oncologues 12 000, 10 000 physiciens médicaux et 29 000 technologues. 2. ces estimations se fondent sur des données de divers ensembles de données dans le domaine public (e.g., AIEA), avec les effectifs basés sur les recommandations de la société européenne de radiothérapie et oncologie (ESTRO) et l’AIEA3. Les besoins en formation sont immenses. Par exemple, pour les physiciens médicaux, la plupart des directives recommandent un stage de 2 à 3 ans ou de la résidence, souvent après l’achèvement de la physique médicale graduate school4,5,6. Cet engagement de 4 ans signifie que 40 000 hommes-années de formation sont nécessaires juste pour traiter l’insuffisance globale dans les physiciens médicaux seuls.
Automatisation de la planification du traitement pourrait réduire certaines de ces lacunes de dotation, physiciens médicaux en particulier et la planification du personnel. Planification automatisée peut réduire le temps que les radio-oncologues passent sur3 de planification de traitement et ont certainement un rôle important dans l’élaboration des ouvertures de faisceau rayonnement traitement. Cet ouvrage décrit le fonctionnement d’un traitement entièrement automatisé de planification de système, le rayonnement Planning Assistant (APR), mis au point en vertu d’un projet financé par le National Cancer Institute pour finalement améliorer l’accès à la radiothérapie de haute qualité à travers le monde 7.
La figure 1 montre un aperçu de la planification des processus mis en oeuvre dans l’APR un traitement automatisé. Le traitement des tâches de planification sont effectuées à l’aide de deux fonctions dans le système de planification de traitement (voir la Table des matières pour le système de planification utilisé), contrôlée à l’aide de l’interface de programmation d’application (API), ou à l’aide interne développée fonctions. Un élément clé de l’armée patriotique rwandaise est la vérification indépendante de toutes les tâches qui ont été automatisés8. Ceci est réalisé en utilisant un deuxième ensemble différent des algorithmes/fonctions. Les résultats des algorithmes primaires, qui sont utilisés pour le plan de traitement, sont comparés avec les résultats de l’algorithme secondaire et battant pavillon si la différence est supérieure à un des critères prédéterminés9. Traitement de plans qui passent que les contrôles indépendants et les plus manuels contrôles par personnel local sont prêts à être utilisé pour le traitement des patients. La documentation de la sortie de l’armée patriotique rwandaise a été spécialement conçue pour simplifier le processus de vérification manuelle.
Le flux de travail du système du point de vue de l’utilisateur l’armée patriotique rwandaise est illustré à la Figure 2. Les entrées du système sont un ordre de plan approuvé et une image de CT approuvée. Le radio-oncologue crée et approuve l’ordre de plan contenant la base information du patient et des détails sur le plan attendu (prescription, type de traitement, etc.). L’ensemble d’images CT doit aussi être approuvé (par le technicien du CT). Il s’agit d’assurer que le plan est calculé sur la bonne image de CT. C’est important, par exemple, lorsque plusieurs ensembles d’images CT sont prises d’un seul patient. Une fois que l’armée patriotique rwandaise reçoit un ordre de plan approuvé et un CT approuvée image ensemble, le plan de traitement est généré automatiquement. Dans certains cas, comme lors de la création de zone 4-champ traitements contre le cancer du col utérin, les étapes suivantes sont entièrement automatisés et sans intervention de l’utilisateur supplémentaire est nécessaire jusqu’à ce que le plan de traitement est prêt. Dans d’autres cas, comme la création de plans de traitement VMAT tête/cou, une intervention est nécessaire à mi-chemin à travers le processus de traitement automatisé. Pour les plans de la tête/cou, il faut le radio-oncologue au périmètre de rayonnement de révision/modification générée automatiquement. Ils doivent également préciser le volume de la tumeur brut (GTV). Dans ce cas, après que réception approuvé plan arrêtés et CTs, l’APR effectue certains initiale de tâches, y compris le remodelage des tissus normaux et certaines cibles de contournage. Le radio-oncologue puis examine et approuve les contours et l’APR continue avec le tâches de planification de traitement restant. Le système actuel a été testé avec 6 MV et des faisceaux de rayons x MV 18 pour les plans de traitement tête/cou et col de l’utérus, respectivement, tous deux avec aplatissement filtrent. Une fois le plan de traitement complet, un document est créé pour examen et approbation par le personnel clinique approprié, par exemple, les physiciens et radio-oncologues. Certaines de ces tâches peuvent être déléguées à d’autres employés.
Traitement moderne, certains proposent déjà des systèmes de planification automatisée des processus de planification. L’armée patriotique rwandaise intègre ces derniers, lorsque cela est possible, offrant un ensemble complet automatisé de planification des processus, tels que l’utilisateur peut générer des plans de traitement sans avoir à ouvrir un interface de système de planification de traitement compliqué. Ce manuscrit décrit le protocole pour l’APR et présente ensuite des résultats de l’exemple pour la sortie du processus de planification de traitement.
Un protocole décrivant les étapes de création d’un plan de traitement automatisé utilisant le système de l’Assistant Planification rayonnement (APR) a été décrite. Les étapes cruciales, du point de vue de l’utilisateur, sont (1) CT approbation (2) Plan arrêté homologation (3) Contour examen/édition pour des cas de tête/cou et examen du Plan de traitement (4). L’ordre des deux premières étapes est interchangeable. L’Assistant Planification de rayonnement actuellement automatiquement crée des plans de la radiothérapie pour tête/cou (VMAT) et cancer du col utérin (zone 4-champ), et nous travaillons actuellement sur des plans de traitements contre le cancer du sein. L’objectif final est d’automatiser entièrement le traitement de radiothérapie planification pour tous les sites/modalités, création d’un outil qui génère les plans de traitement sûr et efficace de radiothérapie.
Le système actuel présente plusieurs limites. Tout d’abord, il ne peut pas créer des plans de traitement pour tous les sites de traitement et des approches, même si nous prévoyons que ses capacités à améliorer au fil du temps, nous sommes loin de l’automatisation complète pour tous les sites de traitement. Il y a aussi un risque de plus de confiance par les utilisateurs sur l’automatisation – il s’agit d’un risque que nous avons tenté d’atténuer en incluant de nombreux contrôles de vérification indépendant (Figure 1). Il a été démontré que l’utilisation de notre documentation plan but avancés pour vérifier les plans de traitement permettra à certaines erreurs potentielles d’être identifiés par le personnel relativement inexpérimenté, mais l’examen de la radio-oncologue et plan vérifie par autres qualifiés le personnel est important.
Nous prévoyons améliorer les interfaces de l’armée patriotique rwandaise au fil du temps, en réponse aux commentaires des utilisateurs. Le déroulement général et tâches devraient, toutefois, restent semblables à celles décrites dans le présent document. Ce document devrait, par conséquent, continuent à être utiles. Autres documents seront également disponibles, décrivant les modifications, formation de plan des contrôles, etc..
Il y a des exemples actuels de l’automatisation des étapes spécifiques de la planification de traitement de radiothérapie. À notre connaissance, c’est le premier système pour lequel l’intégralité du workflow est entièrement automatisé, qui exige presque aucune entrée de l’utilisateur. Ce protocole décrit, du point de vue de l’utilisateur, les mesures importantes nécessaires pour exploiter l’Assistant Planification de rayonnement et générer un plan de traitement de radiothérapie.
The authors have nothing to disclose.
Ce travail a été financé par le National Cancer Institute, avec le soutien de Varian Medical Systems et les systèmes médicaux de Mobius. Notre système actuel utilise Eclipse pour les fonctions de planification de traitement et Mobius 3D pour la vérification du calcul de la dose.
Eclipse | Varian Medical Systems | na | Treatment planning system |
Mobius 3D | Mobius Medical Systems | na | Dose calculation verification system |