Die Strahlentherapie ist eine hochkomplexe Krebsbehandlung, die mehrere Spezialisten zu schaffen einen Behandlungsplan und Qualitätssicherung (QS) vor der Auslieferung einem Patienten erfordert. Dieses Protokoll beschreibt die Verwendung von ein vollautomatisches System, die Strahlung Planung Assistant (RPA), um qualitativ hochwertige Strahlung Behandlungspläne zu erstellen.
Die Strahlung Planung Assistant (RPA) ist ein System, entwickelt für die vollautomatische Erstellung von Strahlentherapie Behandlungspläne, einschließlich Lautstärke moduliert Bogen Therapiepläne (VMAT) für Patienten mit Kopf-Hals-Krebs und 4-Feld-Pläne für Patienten mit zervikaler Krebs. Es ist eine Kombination aus speziell entwickelten eigene Software, der Application programming Interface zur Kommunikation mit einem kommerziellen Strahlentherapie Planungssystem verwendet. Es auch mit einer kommerziellen sekundäre Dosis Überprüfung Software-Schnittstellen. Die notwendigen Eingaben für das System sind eine Behandlung planen Bestellung, genehmigt durch die Strahlung Onkologe und eine Simulation berechnet Computertomographie (CT) Bild, genehmigt durch die Mtra. Die RPA erzeugt dann einen kompletten Strahlentherapie Behandlungsplan. Für den Gebärmutterhalskrebs Behandlungspläne ist ohne weiteren Benutzereingriff erforderlich, bis der Plan abgeschlossen ist. Für Kopf/Hals Behandlungspläne nach dem normalgewebe und einige die Zielstrukturen automatisch auf das CT-Bild, abgegrenzt werden muss der Strahlung Onkologe die Konturen überprüfen Bearbeitungen vornehmen, falls nötig. Sie beschreiben auch die groben Tumorvolumen. Die RPA rundet dann die Behandlung Planungsprozess, VMAT-Plan zu erstellen. Schließlich muss die fertige Plan von klinischen Fachpersonal überprüft werden.
Strahlentherapie-Kliniken die International Atomic Energy Agency (IAEA) empfiehlt 1 Behandlung Planer pro 300 Patienten und 1 Strahlung Physiker pro 400 Patienten behandelt jährlich1. In vielen Ländern werden diese Rollen (Behandlung Planer und Physiker) kombiniert. In anderen Ländern übernehmen die Strahlung Therapie Technologen (häufig genannt MTRAs) auch eine Behandlungsplanung Rolle. Niedrigem und mittlerem Einkommen Ländern (LMICs) gibt es gravierende Defizite in Onkologen, Medizinphysiker und Strahlung Therapie Technologen. Bis 2020 wird geschätzt, dass wir eine weitere 12.000 Onkologen, 10.000 medizinphysikern und 29.000 Technologen benötigen. 2. diese Schätzungen basieren auf Daten aus verschiedenen Datensätzen in der Public Domain (ez., IAEO), mit Besetzungsstärken basierend auf Empfehlungen der Europäischen Gesellschaft für Strahlentherapie und Onkologie (ESTRO) und IAEO3. Den Ausbildungsbedarf sind immens. Zum Beispiel für Medizinphysiker empfehlen die meisten Leitlinien eine 2 – 3-Jahres-Praktikum oder Ihrem Wohnsitz, oft nach dem Abschluss der medizinischen Physik-Studium Schule4,5,6. Diese 4-Jahres-Verpflichtung bedeutet, dass 40.000 Mannjahren Ausbildung erforderlich sind, nur um der weltweite Mangel an medizinphysikern allein anzugehen.
Automatisierung der Behandlungsplanung könnte einige dieser personelle Mängel, insbesondere medizinphysikern und Planungsstab reduzieren. Automatisierte Planung konnte verkürzen, die Behandlungsplanung3 Onkologen ausgeben und haben sicherlich eine wichtige Rolle bei der Erstellung von Strahlung Behandlung Strahl Öffnungen. Diese Arbeit beschreibt die Bedienung einer vollautomatischen Behandlung Planungssystem, das Strahlung Planung Assistant (RPA), entwickelt unter ein Projekt, finanziert durch das National Cancer Institute letztlich Zugang zu qualitativ hochwertigen Strahlentherapie auf der ganzen Welt zu verbessern 7.
Abbildung 1 zeigt eine Übersicht über die automatisierte Behandlung Planungsprozess in der RPA umgesetzt. Die Behandlung Planungsaufgaben werden mit beiden Funktionen in die Behandlungsplanung System ausgeführt (siehe die Tabelle der Materialien für das Planungssystem verwendet), über die Application programming Interface (API) gesteuert, oder im eigenen Haus entwickelten Funktionen. Ein wesentlicher Bestandteil der RPA ist die unabhängige Überprüfung aller Aufgaben, die wurden8automatisiert. Dies erfolgt über eine zweite, andere Reihe von Algorithmen/Funktionen. Die Ergebnisse der primären Algorithmen, die für den Behandlungsplan verwendet werden, sind im Vergleich mit den Ergebnissen des sekundären Algorithmus und gekennzeichnet, wenn der Unterschied größer als eine vorgegebene Kriterien9ist. Behandlung plant, übergeben, die die unabhängige Kontrollen und weitere manuelle Kontrollen durch Mitarbeiter vor Ort sind bereit, für die Behandlung von Patienten verwendet werden. Die Ausgabe-Dokumentation von der RPA wurde speziell konzipiert, um die manuelle Überprüfung Prozess zu optimieren.
Der Workflow des RPA Systems aus Sicht der Anwender ist in Abbildung 2dargestellt. Die Eingaben für das System sind einer genehmigten Plan-Bestellung und einer zugelassenen CT-Bild. Die Strahlung Onkologe erstellt und genehmigt den Planauftrag enthält grundlegende Informationen zum Patienten und Details über den erwarteten Plan (Rezept, Art der Behandlung, etc.). Das CT-Bild-Set muss auch (durch den CT-Techniker) genehmigt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass der Plan auf die richtige CT-Bild berechnet wird. Dies ist beispielsweise wichtig, wenn mehrere Sätze der CT-Bild eines einzelnen Patienten genommen werden. Sobald der RPA erhält einen genehmigten Planauftrag und eine genehmigte CT Bild Satz, der Behandlungsplan wird automatisch generiert. In einigen Fällen wie beim 4-Feld erstellen zervikalen Krebs-Behandlungen, die folgenden Schritte voll automatisiert sind und ohne weiteren Benutzereingriff, bis erforderlich ist ist der Behandlungsplan bereit. In anderen Fällen, wie die Schaffung von Kopf/Hals VMAT Behandlungspläne ist Eingreifen auf halbem Weg durch den automatisierten Behandlungsprozess erforderlich. Für Kopf/Hals-Pläne ist die Strahlung Onkologe revidieren/Bearbeiten automatisch generierten Konturen verpflichtet. Außerdem müssen sie die groben Tumorvolumen (GTV) abzugrenzen. In diesem Fall führt der RPA nach Erhalt Planaufträge und CTs, genehmigt erste Konturierung Aufgaben, einschließlich der Konturierung der normalen Geweben und einige Ziele. Die Strahlung Onkologe dann prüft und genehmigt die Konturen und der RPA geht weiter mit den restlichen Behandlung Planungsaufgaben. Das derzeitige System wurde getestet mit 6 MV und 18 MV Röntgenstrahlen für Kopf/Hals und des Gebärmutterhalses Behandlungspläne, beziehungsweise, beide mit Abflachung filtern. Sobald der Behandlungsplan abgeschlossen ist, entsteht ein Dokument zur Prüfung und Genehmigung durch die entsprechenden Klinikpersonal, z. B. Physiker und Onkologen. Einige dieser Aufgaben können an andere Mitarbeiter delegiert werden.
Moderner Behandlung bieten Planungssysteme bereits einige automatisierte Planungsprozesse. Die RPA integriert diese, wann immer möglich, bietet eine komplette Automatisierte Planung, so dass der Benutzer Behandlungspläne ohne die Notwendigkeit, eine komplizierte Behandlungsplanung Systemschnittstelle öffnen generieren kann. Diese Handschrift des Protokolls für die RPA beschrieben und dann präsentiert einige Beispielergebnisse für die Ausgabe des Planungsprozesses Behandlung.
Ein Protokoll, skizziert die Schritte bei der Erstellung eines automatisierten Behandlungsplans mit Strahlung Planung Assistant (RPA) System wurde beschrieben. Die entscheidenden Schritte aus Sicht des Benutzers sind CT (1) Genehmigung (2) Plan bestellen (3) Genehmigung Kontur Überprüfung/Bearbeitung für Kopf/Hals-Fälle und Überprüfung (4) Behandlung zu planen. Die Reihenfolge der die ersten beiden Schritte sind austauschbar. Strahlung-Planung-Assistent erstellt derzeit automatisch Strahlentherapie Pläne für Kopf/Hals (VMAT) und Gebärmutterhalskrebs (4-Feld), und wir arbeiten derzeit an Pläne für Brustkrebs. Das Endziel ist vollständig automatisieren Strahlentherapie Planung für alle Standorte/Modalitäten, Erstellen eines Werkzeugs, das sichere und effektive Strahlentherapie Behandlungspläne erzeugt.
Das derzeitige System hat mehrere Einschränkungen. Erstens kann nicht es Behandlungspläne erstellen für alle behandelnden stellen und Ansätze, obwohl wir erwarten, dass seine Fähigkeiten im Laufe der Zeit zu verbessern, wir sind noch weit entfernt von Vollautomatisierung für alle Standorte der Behandlung. Gibt es auch ein Risiko in Abhängigkeit von den Nutzern von Automatisierung – das ist ein Risiko, das wir versucht haben zu mindern, indem unter anderem viele unabhängige Überprüfungen (Abbildung 1). Es konnte gezeigt werden, dass die Verwendung von unseren Zweck entwickelten Planunterlagen Behandlungspläne zu überprüfen einige Fehlermöglichkeiten von relativ unerfahrenen Personal, aber Überprüfung identifiziert werden kann durch die Strahlung Onkologe und Plan Kontrollen durch andere qualifizierte Mitarbeiter sind wichtig.
Wir erwarten, dass die RPA-Schnittstellen im Laufe der Zeit als Reaktion auf Nutzer-Feedback zu verbessern. Die allgemeinen Workflow und Aufgaben sollte, jedoch ähnlich wie in diesem Dokument beschriebenen bleiben. Dieses Dokument sollte daher weiterhin nützlich sein. Zusätzliche Unterlagen werden auch zur Verfügung, Änderungen, training für Plan-Checks, etc.zu beschreiben.
Bestehende Beispiele der Automatisierung der konkrete Schritte für die Bestrahlungsplanung Behandlung gibt. Unseres Wissens ist dies das erste System, bei dem der gesamte Workflow vollständig automatisiert ist, erfordern fast keine Eingabe durch den Benutzer. Dieses Protokoll beschreibt aus Sicht des Benutzers, die wichtige Schritte zum Betreiben der Strahlung-Planung-Assistent, und erzeugen einen Strahlentherapie Behandlungsplan.
The authors have nothing to disclose.
Diese Arbeit wurde von der National Cancer Institute, mit zusätzlicher Unterstützung von Varian Medical Systems und Mobius Medical Systems finanziert. Unser derzeitige System verwendet Eclipse für Behandlung Planungsfunktionen und Mobius 3D für die Überprüfung der Dosisberechnung.
Eclipse | Varian Medical Systems | na | Treatment planning system |
Mobius 3D | Mobius Medical Systems | na | Dose calculation verification system |