$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Küresel kanser vakalarının sayısının 2030 yılına kadar yaklaşık 24,6 milyona çıkması bekleniyor ve en büyük yük düşük ve orta gelirli ülkelerde (LMIC'ler)1. Radyoterapi, kanser için uygun maliyetli, iyileştirici ve palyatif bir tedavidir ve kanserli hastaların yaklaşık P'sine ve hastaların geç evrede ortaya çıkma olasılığının daha yüksek olduğu düşük gelirli ülkelerde `-70'ine fayda sağlar 2,3. Bununla birlikte, dünya çapında radyoterapiye erişim sınırlıdır4; örneğin, Afrika'daki hiçbir ülke tahmini ihtiyaçlarını karşılayacak radyoterapi kapasitesine sahip değildir5. Birkaç çalışma, bu yaklaşan kıtlıkları ve yaklaşan ihtiyaçları karşılamak için nelerin gerekli olacağını tahmin etmiştir 6,7.
Lancet Onkoloji Komisyonu, radyoterapi kapasitesinin iyileştirilmesine yapılan yatırımın sadece hayat kurtarmakla kalmayıp aynı zamanda olumlu ekonomik faydalar da sağlayacağını belirtti3. Ayrıca, radyoterapi şekillendirme ve tedavi planlamasının otomasyonunun, sırasıyla onkologlar ve fizikçiler tarafından bu görevlere harcanan zamanı önemli ölçüde azaltarak klinik ekiplerin çabalarını ölçeklendirmelerine yardımcı olabileceğini ve hedefleri daha ulaşılabilir hale getirebileceğini özellikle belirttiler.
Araştırma grubumuz, web tabanlı otomatik araçlar geliştirmek için MD Anderson'daki ve dünyanın dört bir yanındaki hastanelerdeki klinik ekiplerle işbirliği içinde çalışmaktadır. Bu araç takımı (RPA olarak adlandırılır), Yapay Zeka tabanlı şekillendirme (BT taramalarında tümörlerin ve yakındaki organların ana hatlarını çizer) ve radyoterapi tedavi planlaması (radyasyonun tam olarak nasıl iletildiğini tanımlar) sağlar. Bu web tabanlı platform, her hasta için yüksek kaliteli planlar hazırlamak için gereken daha az zaman ve kaynak avantajını sunar.
MD Anderson'da yapay zeka tabanlı bir aracın erken bir sürümüyle ilgili deneyimimiz, otomatik şekillendirmenin hasta başına 2 saate kadar tasarruf sağlayabileceğini ve iş akışını önemli ölçüde kolaylaştırdığını göstermiştir. Bu, mevcut klinik personelin çabalarını ölçeklendirebileceği ve daha fazla hastayı daha yüksek kaliteli radyoterapi ile tedavi edebileceği anlamına gelir. Bu araçları tam otomatik, web tabanlı bir hizmet (Radyasyon Planlama Asistanı [RPA], RPA.mdanderson.org) aracılığıyla sunarak, hastalara ve sağlayıcılara maliyeti en aza indirebilir ve bu aracın erişimini en üst düzeye çıkarabiliriz.
RPA'yı 6 yıldır geliştiriyoruz ve RPA iş akışlarını ilk yayınladığımızdan bu yana birçok önemli değişiklik yapıldı8. Bunlar, RPA'yı web tabanlı bir araç haline getirmeyi, böylece kurulum ve bakımla ilgili maliyetleri azaltmayı ve sistemin sağlamlığını artırmayı içerir. Diğer iyileştirmeler arasında, kullanılabilirliği artırmak ve hatariskini azaltmak için kullanıcı arayüzlerindeki değişiklikler 9 ve tedavi seçeneklerinin genişletilmesi (özellikle, mastektomi sonrası meme 10 için radyoterapi planlaması ve beyne metastazlar11) yer alır. Bu nedenle, burada açıklanan protokol, daha önce yayınlanan ilk sürümden önemli ölçüde daha gelişmiştir.
RPA, tedavi planını oluşturmak için konturların düzenlenmesinin genellikle gerekli olmadığı durumlarda konturlar ve planlar oluşturmak için tek adımlı bir süreç kullanır. Bu, rahim ağzı kanseri için dört alanlı kutu tedavi planlamasını içerir (kemik işaretlerine veya otomatik olarak oluşturulan yumuşak doku konturlarına dayalı)12,13,14,15, mastektomi sonrası meme kanseri için teğetsel veya supraklaviküler alanlar11 ve tüm beyin tedavileri için karşıt lateraller16. Yakın gelecekte, pediatrik kanserler17 için kraniyospinal tedaviler, rektum kanseri18 için üç alanlı tedaviler ve çeşitli palyatif vakalar (vertebral cisimler, kalçalar ve kaburgalar)19 ile akciğer ve mesane kanserleri için tedavi planlaması eklemeyi umuyoruz. Şu anda, daha gelişmiş tedaviler, özellikle hacim ayarlı ark tedavisi (VMAT), tedavi planlamasından önce otomatik olarak oluşturulan konturların düzenlendiği iki aşamalı bir süreç gerektirmektedir13,20. Bununla birlikte, derin öğrenme tabanlı otomatik şekillendirmenin kalitesi, gelecekte bu planlama yaklaşımlarını tek adımlı bir sürece dönüştürmeyi beklediğimiz şekildedir. Bu protokol tek adımlı planlamaya odaklanır.
Şekil 1 , Tablo 1'de gösterilen farklı görevler hakkında daha fazla ayrıntıyla birlikte, RPA'yı kullanarak bir radyoterapi tedavi planı oluşturmak için genel iş akışını göstermektedir. Özetle, RPA, tamamlanmış bir Hizmet Talebi (doz reçetesi ve tedavi yaklaşımı gibi bilgileri içerir) ve hastanın bireysel BT taramasını gerektirir. Hizmet Talebi bir radyasyon onkoloğu tarafından kabul edilmelidir. RPA hesaplamalarının doğru BT taramasında yapıldığından emin olmak için BT taraması bir Klinik Kullanıcı tarafından kabul edilmelidir. RPA bir plan oluşturduktan sonra, RPA web sitesinden indirilmeli ve dozun yeniden hesaplanması gereken kullanıcının tedavi planlama sistemine aktarılmalıdır. Bu gereklidir, çünkü RPA, yerel linacın kiriş özelliklerine tam olarak uymayabilecek standart kirişler (birkaç linac modeli için mevcuttur) üzerinde planlar hesaplar. Bu yaklaşım, maliyeti düşürmek için alınmıştır, ancak yerel kirişler standart kirişlerimizden önemli ölçüde farklıysa özelleştirme gerekebilir. Kullanıcılar (tedavi planlayıcısı ve radyasyon onkoloğu) planda düzenlemeler yapabilir. Plan daha sonra yerel kalite güvence kontrolleri de dahil olmak üzere kullanıcının tipik klinik iş akışına girer. Son olarak, kullanıcı nihai (yeniden hesaplanmış ve düzenlenmiş) planını, Nihai Plan ile RPA Planı arasında otomatik bir karşılaştırmanın yapıldığı RPA web sitesine yüklemelidir. Bu, genel iş akışında veri bütünlüğünün yararlı bir kontrolüdür.

Şekil 1: Otomatik tedavi planlama sürecinin iş akışı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| Şekil 1'deki Görev # | Görev açıklaması | Yer |
| Geçmiş hastaların durumunu gözden geçirin | Ana kontrol paneli |
| 1 | RPA web sitesinde bir Hizmet Talebi Tamamlayın | Hizmet İsteği panosu |
| 2 | RPA web sitesine bir CT taraması yükleyin | CT tarama panosu |
| 3 | Hastanın durumunu kontrol edin | Ana kontrol paneli |
| RPA Planını inceleyin ve indirin | Ana kontrol paneli |
| 4 | Planı kullanıcının TPS'sine aktarın, dozu yeniden hesaplayın ve gerekli düzenlemeleri yapın | Yerel TPS |
| 5, 6 | Nihai Planı RPA web sitesine yükleyin | Plan karşılaştırma panosu |
| Nihai Plan ile RPA Planının otomatik karşılaştırmasını gözden geçirin | Plan karşılaştırma panosu |
| - | Plan, düzenli kalite güvencesi de dahil olmak üzere kullanıcının rutin klinik iş akışına girer | Kullanıcının kendi yazılımı |
Tablo 1: 1 adımlı iş akışını kullanarak bir RPA Planı oluşturmayla ilgili görevlere genel bakış. Yerel TPS: Kullanıcının Tedavi Planlama Sistemi.
Bu makale, RPA için bu tek adımlı iş akışını açıklar ve tedavi planlama süreci çıktısının bazı örnek sonuçlarını sunar. Şu anda, aşağıdaki planlama yaklaşımları bu tek adımlı iş akışını kullanmaktadır: i) Rahim ağzı kanseri hastaları için dört alanlı kutu tedavi planları (kemikli yer işareti tabanlı açıklıklar); ii) rahim ağzı kanseri hastaları için dört alanlı kutu tedavi planları (yumuşak doku bazlı alan açıklıkları); iii) göğüs duvarı hastaları için teğetsel ve supraklaviküler tedavi planları; iv) tüm beyin tedavi planları.