مساعد تخطيط الإشعاع - أداة قائمة على الويب لدعم العلاج الإشعاعي عالي الجودة في العيادات ذات الموارد المحدودة

Laurence Edward Court; Ajay Aggarwal; Hester Burger; Carlos Cardenas; Christine Chung; Raphael Douglas; Monique du Toit; Anuja Jhingran; Raymond Mumme; Sikudhani Muya; Komeela Naidoo; Jerry Ndumbalo; Tucker Netherton; Callistus Nguyen; Adenike Olanrewaju; Jeannette Parkes; Willie Shaw; Christoph Trauernicht; Melody Xu; Jinzhong Yang; Lifei Zhang; Hannah Simonds; Beth M. Beadle

doi:10.3791/65504

Summary

يصف هذا البروتوكول سلسلة من الأدوات الآلية المصممة للتحديد التلقائي للعلاج الإشعاعي عالي الجودة والتخطيط التلقائي التي يتم تعبئتها في خدمة قائمة على الويب لزيادة المتانة وقابلية التوسع مع تقليل تكاليف التشغيل.

Abstract

الوصول إلى العلاج الإشعاعي في جميع أنحاء العالم محدود. مساعد التخطيط الإشعاعي (RPA) هو أداة مؤتمتة بالكامل قائمة على الويب يتم تطويرها لتقديم أدوات تخطيط العلاج الإشعاعي المؤتمتة بالكامل للعيادات ذات الموارد المحدودة. الهدف هو مساعدة الفرق السريرية على توسيع نطاق جهودها ، وبالتالي الوصول إلى المزيد من مرضى السرطان. يتصل المستخدم ب RPA عبر صفحة ويب ، ويكمل طلب الخدمة (وصفة طبية ومعلومات حول أهداف العلاج الإشعاعي) ، ويقوم بتحميل مجموعة صور التصوير المقطعي المحوسب للمريض. تقدم تقنية RPA طريقتين للتخطيط الآلي. في التخطيط بخطوة واحدة ، يستخدم النظام طلب الخدمة والأشعة المقطعية لإنشاء الخطوط وخطة العلاج اللازمة تلقائيا. في التخطيط المكون من خطوتين، يقوم المستخدم بمراجعة الخطوط التي تم إنشاؤها تلقائيا وتحريرها قبل أن تستمر تقنية RPA في إنشاء خطة علاج بالقوس معدل الحجم. يتم تنزيل الخطة النهائية من موقع RPA على الويب واستيرادها إلى نظام تخطيط العلاج المحلي للمستخدم ، حيث يتم إعادة حساب الجرعة لليناك المكلف محليا ؛ إذا لزم الأمر ، يتم تحرير الخطة قبل الموافقة على الاستخدام السريري.

Introduction

ومن المتوقع أن يرتفع العدد العالمي لحالات السرطان إلى ما يقرب من 24.6 مليون حالة بحلول عام 2030، مع وجود العبء الأكبر في البلدان المنخفضة والمتوسطة ^الدخل1. العلاج الإشعاعي هو علاج فعال من حيث التكلفة وعلاجي وملطف للسرطان ، ويوفر فوائد لحوالي 50٪ من مرضى السرطان و 60-70٪ في البلدان منخفضة الدخل حيث من المرجح أن يظهر المرضى في مرحلة متأخرة ^2,3. ومع ذلك ، فإن الوصول إلى العلاج الإشعاعي في جميع أنحاء العالم محدود⁴ ؛ فعلى سبيل المثال، لا توجد بلدان في أفريقيا لديها القدرة على العلاج الإشعاعي لتلبية احتياجاتها^{المقدرة 5}. قدرت العديد من الدراسات هذا النقص الوشيك وما هو مطلوب لتلبية الاحتياجات القادمة ^6,7.

قدمت لجنة لانسيت للأورام حجة مقنعة مفادها أن الاستثمار في تحسين قدرة العلاج الإشعاعي لن ينقذ الأرواح فحسب ، بل سيحقق أيضا فوائد اقتصادية إيجابية³. كما أشاروا على وجه التحديد إلى أن أتمتة العلاج الإشعاعي وتخطيط العلاج قد تساعد الفرق السريرية على توسيع نطاق جهودها من خلال تقليل الوقت الذي يقضيه أطباء الأورام والفيزيائيون في هذه المهام بشكل كبير ، مما يجعل الأهداف أكثر قابلية للتحقيق.

تعمل مجموعتنا البحثية بالتعاون مع الفرق السريرية في MD Anderson وفي المستشفيات في جميع أنحاء العالم لتطوير أدوات آلية قائمة على الويب. توفر هذه المجموعة من الأدوات (تسمى RPA) تحديد الوجه القائم على الذكاء الاصطناعي (تحديد الأورام والأعضاء المجاورة في الأشعة المقطعية) وتخطيط العلاج الإشعاعي (الذي يحدد بالضبط كيفية توصيل الإشعاع). توفر هذه المنصة المستندة إلى الويب ميزة تقليل الوقت والموارد اللازمة لإعداد خطط عالية الجودة لكل مريض.

أظهرت تجربتنا مع إصدار مبكر من أداة قائمة على الذكاء الاصطناعي في MD Anderson أن الكنتوري الآلي يمكن أن يوفر ما يصل إلى 2 ساعة لكل مريض - وهو تبسيط كبير لسير العمل. وهذا يعني أن الموظفين السريريين الحاليين سيكونون قادرين على توسيع نطاق جهودهم ، وعلاج المزيد من المرضى بعلاج إشعاعي عالي الجودة. من خلال تقديم هذه الأدوات عبر خدمة مؤتمتة بالكامل قائمة على الويب (مساعد تخطيط الإشعاع [RPA] ، RPA.mdanderson.org) ، يمكننا تقليل التكلفة على المرضى ومقدمي الخدمات وزيادة مدى وصول هذه الأداة.

لقد قمنا بتطوير تقنية RPA لمدة 6 سنوات، وتم إجراء العديد من التغييرات المهمة منذ أن نشرنا لأول مرة على سير عمل RPA⁸. ويشمل ذلك تطوير تقنية RPA إلى أداة قائمة على الويب، وبالتالي تقليل التكاليف المرتبطة بالتركيب والصيانة، وتحسين متانة النظام. تشمل التحسينات الأخرى تغييرات في واجهات المستخدم لتحسين قابلية الاستخدام وتقليل مخاطر الخطأ⁹ وتوسيع خيارات العلاج (على وجه التحديد ، تخطيط العلاج الإشعاعي للثدي بعد استئصال الثدي¹⁰ والنقائل إلى الدماغ¹¹). وبالتالي ، فإن البروتوكول الموصوف هنا أكثر تقدما بكثير من النسخة الأولية المنشورة سابقا.

يستخدم RPA عملية من خطوة واحدة لإنشاء ملامح وخطط في المواقف التي لا يكون فيها تحرير الخطوط ضروريا بشكل عام لإنشاء خطة العلاج. يتضمن ذلك تخطيط العلاج بأربعة مجالات لسرطان عنق الرحم (بناء على المعالم العظمية أو ملامح الأنسجة الرخوة التي يتم إنشاؤها تلقائيا)¹²^،¹³^،¹⁴^،¹⁵ ، والحقول العرضية أو فوق الترقوة لسرطان الثدي بعد استئصال الثدي¹¹ ، والجوانب المتعارضة لعلاجات الدماغ بالكامل¹⁶. في المستقبل القريب ، نتوقع إضافة علاجات قحفية نخاعية لسرطانات الأطفال¹⁷ ، وعلاجات ثلاثية المجالات لسرطان المستقيم¹⁸ ، وتخطيط العلاج لمختلف الحالات الملطفة (الأجسام الفقرية والوركين والأضلاع)¹⁹ ، وكذلك سرطان الرئة والمثانة. في الوقت الحالي ، تتطلب العلاجات الأكثر تقدما ، وتحديدا العلاج بالقوس المعدل الحجم (VMAT) ، عملية من خطوتين يتم فيها تحرير الخطوط التي يتم إنشاؤها تلقائيا قبل تخطيط العلاج¹³^،²⁰. ومع ذلك ، فإن جودة الكنتوري التلقائي القائم على التعلم العميق هي التي نتوقع تغيير مناهج التخطيط هذه إلى عملية من خطوة واحدة في المستقبل. يركز هذا البروتوكول على التخطيط من خطوة واحدة.

يوضح الشكل 1 سير العمل العام لإنشاء خطة علاج إشعاعي باستخدام RPA ، مع مزيد من التفاصيل حول المهام المختلفة الموضحة في الجدول 1. باختصار ، يتطلب RPA طلب خدمة مكتمل (والذي يتضمن معلومات مثل وصفة الجرعة ونهج العلاج) وفحص التصوير المقطعي المحوسب الفردي للمريض. يجب قبول طلب الخدمة من قبل أخصائي علاج الأورام بالإشعاع. يجب قبول الفحص بالأشعة المقطعية من قبل المستخدم السريري لضمان إجراء حسابات RPA على التصوير المقطعي المحوسب الصحيح. بمجرد أن ينشئ RPA خطة ، يجب تنزيلها من موقع RPA على الويب واستيرادها إلى نظام تخطيط العلاج الخاص بالمستخدم ، حيث يجب إعادة حساب الجرعة. يعد ذلك ضروريا لأن RPA يحسب الخطط على الحزم القياسية (المتوفرة للعديد من طرز linac) ، والتي قد لا تتطابق تماما مع خصائص الحزمة للخط المحلي. تم اتباع هذا النهج لتقليل التكلفة ، على الرغم من أنه قد تكون هناك حاجة إلى التخصيص إذا كانت الحزم المحلية مختلفة بشكل كبير عن الحزم القياسية لدينا. يمكن للمستخدمين (مخطط العلاج وأخصائي علاج الأورام بالإشعاع) إجراء تعديلات على الخطة. ثم تدخل الخطة سير العمل السريري النموذجي للمستخدم ، بما في ذلك فحوصات ضمان الجودة المحلية. وأخيرا، يجب على المستخدم تحميل خطته النهائية (المعاد حسابها وتحريرها) إلى موقع RPA على الويب، حيث يتم إجراء مقارنة تلقائية بين الخطة النهائية وخطة RPA. هذا فحص مفيد لسلامة البيانات في سير العمل العام.

figure-introduction-5577
الشكل 1: سير عمل عملية تخطيط العلاج الآلي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

المهمة # في الشكل 1	وصف المهمة	مكان
	مراجعة حالة أي مرضى سابقين	لوحة القيادة الرئيسية
1	إكمال طلب خدمة على موقع RPA الإلكتروني	لوحة معلومات طلب الخدمة
2	تحميل التصوير المقطعي المحوسب إلى موقع RPA على الويب	لوحة معلومات الأشعة المقطعية
3	تحقق من حالة المريض	لوحة القيادة الرئيسية
	مراجعة خطة RPA وتنزيلها	لوحة القيادة الرئيسية
4	قم باستيراد الخطة إلى TPS الخاص بالمستخدم ، وأعد حساب الجرعة ، وقم بإجراء التعديلات حسب الضرورة	TPS المحلية
5, 6	تحميل الخطة النهائية إلى موقع RPA على الويب	لوحة معلومات مقارنة الخطة
	مراجعة المقارنة التلقائية بين الخطة النهائية وخطة RPA	لوحة معلومات مقارنة الخطة
-	تدخل الخطة في سير العمل السريري الروتيني للمستخدم ، بما في ذلك ضمان الجودة المنتظم	برنامج المستخدم الخاص

الجدول 1: نظرة عامة على المهام المتضمنة في إنشاء خطة RPA باستخدام سير العمل المكون من خطوة واحدة. TPS المحلي: نظام تخطيط علاج المستخدم.

تصف هذه المخطوطة سير العمل المكون من خطوة واحدة لتقنية RPA وتقدم بعض الأمثلة على نتائج مخرجات عملية تخطيط العلاج. وفي الوقت الحالي، تستخدم نهج التخطيط التالية سير العمل هذا المكون من خطوة واحدة: (أ) خطط علاجية صندوقية رباعية لمرضى سرطان عنق الرحم (فتحات عظمية قائمة على المعالم)؛ (ب) خطط علاجية من أربعة مجالات لمرضى سرطان عنق الرحم (فتحات عظمية قائمة على المعالم)؛ (ب) خطط علاجية من أربعة مجالات لمرضى سرطان عنق الرحم (فتحات عظمية قائمة على المعالم)؛ (ب) خطط علاجية من أربعة مجالات لمرضى سرطان عنق الرحم (فتحات عظمية قائمة على المعالم)؛ (ب) خطط علاجية من خطط العلاج بأربعة مجالات لمرضى سرطان عنق الرحم (فتحات المجال القائمة على الأنسجة الرخوة) ؛ ج) خطط العلاج العرضية وفوق الترقوة لمرضى جدار الصدر ؛ د) خطط علاج الدماغ بالكامل.

Protocol

تم استخدام جميع بيانات المرضى المستخدمة لتقييم RPA بأثر رجعي ، بموافقة من مجلس المراجعة المؤسسية بجامعة تكساس MD Anderson. تشتمل تقنية RPA على سلسلة من لوحات المعلومات الموجودة على يسار القائمة الرئيسية لصفحة الويب الخاصة بتقنية RPA (الشكل 2). يوضح الشكل 2 لوحة القيادة الرئيسية. تتمتع جميع لوحات المعلومات بمظهر مشابه ولكنها تركز على المهام والموظفين المختلفين. يصف البروتوكول التالي العمليات الرئيسية للإنشاء التلقائي لخطة العلاج.

figure-protocol-606
الشكل 2: لقطة شاشة للوحة معلومات RPA الرئيسية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

1. إكمال طلب الخدمة

لإنشاء طلب خدمة جديد للتخطيط التلقائي وقبوله:
1. انتقل إلى لوحة معلومات طلب الخدمة بالنقر فوق قناة طلب الخدمة.
2. اضغط على نموذج جديد لإنشاء نموذج طلب خدمة جديد.
3. في القسم 1: التركيبة السكانية، أكمل الأسئلة. حدد تقنية العلاج من القائمة المنسدلة للعلاج . انقر فوق الفرد في القائمة المنسدلة لتقنية العلاج للوصول إلى مزيد من التفاصيل حول تقنية العلاج.
4. في القسم 2: أسئلة العلاج العامة ، أكمل الأسئلة. هذه الأسئلة هي نفسها لجميع المرضى. الغرض منها هو إشراك المستخدم بنشاط في تحديد ما إذا كانت خطة RPA مناسبة للمريض الحالي.
5. القسم 3: أسئلة خاصة بالعلاج ، أكمل الأسئلة الخاصة بنهج العلاج المحدد ، بما في ذلك تفاصيل أهداف العلاج والوصفة الطبية.
6. انقر فوق إرسال. بمجرد إنشاء ملف PDF لطلب الخدمة تلقائيا، حدد المريض في قائمة المرضى (في لوحة معلومات طلب الخدمة). راجع ملف PDF لطلب الخدمة (الشكل 3) ، وقم بالتمرير إذا لزم الأمر ، وانقر فوق قبول للموافقة على طلب الخدمة.
  ملاحظة: يجب قبول ملف PDF هذا من قبل أخصائي علاج الأورام بالإشعاع قبل أن يبدأ RPA في تحديد وتخطيط آلي. يمكن تحديد حالة خطة RPA في صفحة طلب الخدمة، كما هو موضح في الجدول 2. يظهر الشكل 3 مثالا على طلب الخدمة الذي تم إنشاؤه لخطة 4 حقول قائمة على الأنسجة الرخوة لسرطان عنق الرحم.

حالة	ملخص
في انتظار المراجعة	تم بالفعل إنشاء طلب الخدمة لهذا المريض وينتظر أن يقبله أخصائي علاج الأورام بالإشعاع.
قبلت	تم قبول طلب الخدمة لهذا المريض. لن تتغير حالة هذا المريض في لوحة معلومات طلب الخدمة حتى يتم قبول الفحص بالأشعة المقطعية لهذا المريض.
مرفوض من قبل المستخدم	رفض المستخدم طلب الخدمة.
مقدم	تم تقديم هذه الحالة إلى RPA - يمكن العثور على مزيد من التفاصيل حول حالة هذا المريض على لوحة القيادة الرئيسية.
خطأ في نظام RPA	بدأت المعالجة بواسطة RPA ، لكن RPA واجهت خطأ ولم تتمكن من إكمال مهمتها.

الجدول 2: فئات حالة المريض للوحة معلومات طلب الخدمة.

figure-protocol-3728
الشكل 3: مثال على طلب الخدمة الذي تم إنشاؤه لخطة 4 حقول قائمة على الأنسجة الرخوة لسرطان عنق الرحم. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

2. تحميل الأشعة المقطعية وقبول التخطيط الآلي

يوضح الشكل 4 لقطة شاشة لمساحة عمل مراجعة التصوير المقطعي المحوسب. لتحميل فحص التصوير المقطعي المحوسب ومراجعته:

figure-protocol-4425
الشكل 4: لقطة شاشة لمساحة عمل مراجعة التصوير المقطعي المحوسب. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

انتقل إلى لوحة معلومات التصوير المقطعي المحوسب بالنقر فوق قناة الأشعة المقطعية.
انقر فوق الزر تحميل CT . حدد المجلد حيث يتم تخزين التصوير المقطعي المحوسب (تنسيق DICOM) باستخدام مستكشف المجلدات الذي يفتح تلقائيا. اتبع المطالبات لتأكيد التحديد.
راجع التصوير المقطعي المحوسب الذي تم تحميله عن طريق تحديد المريض في قائمة المرضى لفتح عارض التصوير المقطعي المحوسب لهذا المريض (الشكل 4) ، ثم استخدم عناصر التحكم التالية:
1. قم بتحميل مجموعة صور 3D CT بالكامل بالنقر فوق تحميل CT.
  ملاحظة: أدوات التنقل الأخرى غير نشطة حتى يكتمل ذلك.
2. قم بالتمرير بين الشرائح في كل طرق العرض، واستخدم أي من الأدوات التالية:
  1. انقر فوق < ، > الأزرار أسفل كل عرض CT للانتقال إلى الشريحة التالية.
  2. انقر فوق << ، >> الأزرار أسفل كل عرض CT لتحريك خمس شرائح في الاتجاه المحدد.
  3. عجلة تمرير الماوس: حرك المؤشر فوق أي عرض CT ثم استخدم عجلة تمرير الماوس للتمرير بين الشرائح.
  4. انقر فوق الزر تقاطع لتراكب علامة تقاطع على كل عرض CT (محوري وإكليلي وسهمي). انقر فوق أي من طرق العرض الثلاثة لتحريك التقاطع إلى هذه النقطة - ستتبع وجهات النظر الأخرى وفقا لذلك. انقر على تقاطع زر لتشغيل / إيقاف تشغيل هذه الأداة.
  5. انقر فوق الزر تكبير/تحريك . قم بمراجعة الصورة بشكل أكبر باستخدام عجلة الماوس لتكبير/تصغير العرض حيث يتم وضع المؤشر أو انقر بزر الماوس الأيمن مع الاستمرار على عرض التصوير المقطعي المحوسب ثم حرك الماوس للتحريك.
  6. انقر فوق Marked Iso لنقل طرق عرض التصوير المقطعي المحوسب إلى مركز النظائر المحدد (بناء على الكشف الآلي عن ثلاث علامات ظليل للأشعة).
    ملاحظة: يكون هذا الزر غير نشط إذا لم يتم تحميل مجموعة صور التصوير المقطعي المحوسب ثلاثي الأبعاد (انقر فوق تحميل 3D لحل هذه المشكلة) أو إذا تعذر على RPA اكتشاف مركز متساوي ملحوظ (كما هو محدد في إعداد ثلاثي النقاط).
انقر فوق الزر Ref Point لإضافة نقطة مرجعية.
1. انقل طرق العرض الثلاثة إلى موقع النقطة المرجعية المطلوب باستخدام أداة التقاطع .
2. انقر فوق الزر Ref Point لإضافة نقطة مرجعية.
3. إذا تم تحديد نقطة مرجعية بالفعل ، فسيؤدي النقر فوق Ref Point إلى نقل طرق العرض الثلاثة إلى هذه النقطة.
  ملاحظة: يضيف هذا الزر نقطة مرجعية إلى صورة في حالة عدم وجود نقطة مرجعية. يمكنه أيضا نقل طرق عرض صور التصوير المقطعي المحوسب إلى النقطة المرجعية إذا كانت موجودة بالفعل. لا يمكن تحديد نقطة مرجعية جديدة إلا للأشعة المقطعية التي لم يتم قبولها. فيما يلي خطوات إضافة نقطة مرجعية:
4. لتحديد نقطة مرجعية جديدة ، قم أولا بمسح النقطة المرجعية الحالية بالنقر فوق مسح نقطة المرجع ثم إضافة نقطة جديدة. تقبل تقنية RPA نقطة مرجعية واحدة فقط.
اقبل التصوير المقطعي المحوسب. بعد مراجعة الأشعة المقطعية للمريض كما هو موضح أعلاه ، قم بتنفيذ الخطوات التالية:
1. أجب عن الأسئلة الموجودة أسفل صور التصوير المقطعي المحوسب لتقليل المخاطر وتقليل حدوث الأخطاء في حسابات RPA اللاحقة.
2. حدد قبول واتبع المطالبات.
  ملاحظة: يمكن تنفيذ هذه المهمة من قبل أي شخص تم تحديده كمستخدم سريري لتقنية RPA. يمكن عرض فئات حالة المرضى الحاليين على لوحة معلومات التصوير المقطعي المحوسب وتظهر في الجدول 3.

حالة	ملخص
في انتظار المراجعة	خضع الفحص بالأشعة المقطعية للمعالجة الأولية وينتظر من المستخدم مراجعة الفحص وقبوله.
قبلت	تم قبول التصوير المقطعي المحوسب لهذا المريض. يرجى ملاحظة أن حالة هذا المريض في لوحة معلومات الأشعة المقطعية لن تتغير حتى يتم قبول طلب الخدمة.
مرفوض من قبل المستخدم	تم رفض الفحص بالأشعة المقطعية من قبل المستخدم.
مقدم	تم تقديم هذه الحالة إلى RPA - يمكن العثور على مزيد من التفاصيل حول حالة هذا المريض على لوحة القيادة الرئيسية.
خطأ في نظام RPA	بدأت المعالجة بواسطة RPA ، لكن RPA واجهت خطأ ولم تتمكن من إكمال مهامها.

الجدول 3: فئات حالة المريض للوحة معلومات الأشعة المقطعية.

3. مراقبة تقدم التخطيط

يمكن الاطلاع على فئات حالة المرضى الحاليين على لوحة القيادة الرئيسية (الجدول 4). لإجراء مراجعة أولية لأي خطة RPA مكتملة وتنزيلها للاستخدام:

حالة	ملخص
لا يوجد فحص بالأشعة المقطعية مقبول	هذا المريض ليس لديه فحص بالأشعة المقطعية مقبول (ولكن طلب الخدمة المقبولة متاح).
لا يوجد طلب خدمة مقبول	هذا المريض ليس لديه طلب خدمة مقبول (ولكن يتوفر فحص بالأشعة المقطعية المقبول).
قائمه الانتظار	تم إرسال البيانات الخاصة بهذا المريض إلى نظام RPA وهي في قائمة الانتظار للمعالجة.
تجهيز	المعالجة الأولية لبيانات هذا المريض جارية.
المعالجة - الكنتوري	يتم إنشاء ملامح RPA.
تقرير المعالجة - الكنتوري	يتم إنشاء تقرير ملامح RPA.
ملامح تقنية RPA كاملة	الخطوط التي تم إنشاؤها بواسطة RPA كاملة وجاهزة للمستخدم للتنزيل والتحرير (مهام سير العمل بخطوتين فقط).
في انتظار مراجعة الكنتور	تم تحميل ملامح التخطيط (أي الخطوط بعد أن قام المستخدم بإجراء تعديلات / إضافات) مرة أخرى إلى RPA وتم إنشاء تقرير ملامح الخطة. يحتاج المستخدم إلى قبول هذا التقرير (من لوحة معلومات الخطوط التعريفية).
خطوط في قائمة الانتظار - مخطط	يتم وضع ملامح التخطيط (أي الخطوط بعد قيام المستخدم بإجراء تعديلات / إضافات) في قائمة الانتظار للمعالجة قبل عملية تخطيط RPA.
قائمة الانتظار - التخطيط المسبق	يتم وضع خطة هذا المريض في قائمة الانتظار لعملية التخطيط.
المعالجة - التخطيط المسبق	معالجة التخطيط المسبق جارية.
التحسين في قائمة الانتظار	يتم وضع خطة هذا المريض في قائمة الانتظار لعملية تحسين الخطة.
المعالجة - التحسين	تحسين الخطة جاري.
قائمة الانتظار - ضمان الجودة	يتم وضع خطة هذا المريض في قائمة الانتظار لعملية ضمان الجودة الآلية (QA).
المعالجة - ضمان الجودة	خطة ضمان الجودة قيد التنفيذ.
تقرير خطة المعالجة	ويجري إعداد تقرير الخطة النهائية.
خطة كاملة لتقنية RPA	خطة RPA كاملة وجاهزة للتنزيل.
فشل - فشل RPA	فشلت عملية RPA.

الجدول 4: فئات حالة المريض للوحة القيادة الرئيسية.

راجع خطة RPA المكتملة عن طريق تحديد المريض ثم تحديد مراجعة في الجزء العلوي من لوحة المعلومات الرئيسية. راجع تقرير خطة RPA (PDF) لهذا المريض الذي يفتح تلقائيا في علامة تبويب جديدة.
ملاحظة: يمكن أيضا الوصول إلى ملف PDF لتقرير خطة RPA من نافذة التنزيل.
قم بتنزيل خطة RPA مكتملة من خلال النقر على أيقونة التنزيل. انتظر حتى تفتح نافذة وسيتم تنزيل ملفات DICOM ، جنبا إلى جنب مع تقرير خطة RPA (PDF) ، للاستيراد إلى نظام تخطيط العلاج.

4. استيراد خطة RPA إلى نظام تخطيط العلاج الخاص بالمستخدم ومراجعته للاستخدام السريري

ملاحظة: بمجرد تنزيل خطة RPA (ملفات DICOM) ، يجب إكمال الخطوات التالية في نظام تخطيط العلاج الخاص بالمستخدم:

استيراد الأشعة المقطعية للمريض إلى TPS المحلي. هذا هو الفحص الأصلي الذي تم تحميله إلى RPA.
قم باستيراد خطة RPA وملامح RPA إلى TPS المحلي.
أعد حساب الجرعة باستخدام خوارزمية حساب الجرعة المحلية وخيار MU الثابت المستخدم .
قارن الخطوط المستوردة والجرعة المحسوبة مع تلك الموجودة في تقرير RPA (للتحقق من الاستيراد الصحيح).
راجع الخطة للتأكد من ملاءمتها وقم بتحريرها حسب الضرورة.
ملاحظة: قد تتضمن هذه الخطوة تحرير أشكال الحقول وإعادة تسوية الحقول. من المهم جدا أن يقوم الفريق السريري بمراجعة الخطة النهائية في نظام تخطيط العلاج وإجراء أي تعديلات قبل الاستخدام السريري.

5. تحميل الخطة النهائية على موقع RPA على الويب ومراجعة المقارنة التلقائية بين الخطة النهائية وخطة RPA

سيظهر المرضى الذين تم إنشاء خطة RPA لهم في لوحة معلومات مقارنة الخطة. توفر لوحة معلومات مقارنة الخطة فئات الحالة الموضحة في الجدول 5 للمرضى الحاليين. لتحميل خطة المستخدم النهائية ومراجعة مقارنة تلقائية بين خطة المستخدم وخطة RPA:

حالة	ملخص
تحميل الخطة المعلقة	تظهر هذه الحالة عند إنشاء حالة.
تجهيز	مقارنة الخطة قيد المعالجة.
تحميل الخطة المعلقة- إعادة المحاولة	مقارنة الخطة غير ممكنة. يجب على المستخدم مراجعة الملفات التي تم تحميلها وإعادة المحاولة. تتضمن الأسباب المحتملة لهذه الحالة تحميل الملفات غير الصحيحة.
مقارنة جاهزة	تقرير مقارنة الخطة جاهز للمراجعة. اجتازت جميع مقارنات الخطة المعايير. قد يتم وضع علامة على بعض المقارنات - يجب على المستخدم مراجعة التقرير.
المقارنة جاهزة-فاشلة	تقرير مقارنة الخطة جاهز للمراجعة. فشلت بعض المقارنات في المعايير المحددة - يجب على المستخدم مراجعة التقرير بعناية وتحديد السبب.

الجدول 5: فئات حالة المريض للوحة معلومات مقارنة الخطة.

حدد المريض ثم انقر فوق تحميل الخطة.
حدد ملف بنية DICOM والخطة وملفات الجرعة للتحميل.
راجع تقرير مقارنة الخطة عن طريق اختيار المريض أولا. بعد ذلك ، راجع تقرير مقارنة الخطة (الشكل 5) الذي يفتح في أسفل الشاشة ، (يظهر مثال في الشكل 5).

figure-protocol-15442
الشكل 5: مثال على تقرير مقارنة الخطة التلقائية. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

النتائج

الغرض من لوحة القيادة الرئيسية (الشكل 1) هو تقديم نظرة عامة سريعة على حالة المرضى الحاليين في RPA ، والسماح بمراجعة سريعة للخطط المكتملة ، وتنزيل الخطط المكتملة للمراجعة والتحرير في نظام تخطيط العلاج الخاص بالمستخدم ، وتوفير أدوات متقدمة للتنقل والفرز للمرضى. لكي يظهر المرضى هنا ، يجب أن يكون لديهم واحد على الأقل مما يلي: (1) فحص بالأشعة المقطعية مقبول أو (2) نموذج خدمة مقبول. يمكن الاطلاع على فئات حالة المرضى الحاليين على لوحة القيادة الرئيسية (الجدول 4).

يوضح الشكل 6 مثالا على المجال الجانبي من خطة العلاج الإشعاعي للدماغ بالكامل. يوضح الشكل 7 مثالا على الحقل الجانبي من مخطط صندوقي عظمي مكون من 4 حقول قائم على المعالم لسرطان عنق الرحم. في كلتا الحالتين ، يجب تنزيل الخطة النهائية ثم استيرادها إلى نظام تخطيط العلاج الخاص بالمستخدم حيث يجب مراجعة النتائج وتحريرها وإعادة حسابها. تقوم تقنية RPA أيضا بإنشاء تقرير خطة نهائي (PDF) يتضمن طلب الخدمة (انظر المثال في الشكل 3) وتقرير الموافقة على التصوير المقطعي المحوسب وتفاصيل أخرى عن خطة العلاج.

الغرض من لوحة معلومات طلب الخدمة (الجدول 2) هو توفير نظرة عامة سريعة على حالة طلب الخدمة للمرضى الحاليين في RPA، وإنشاء طلب خدمة جديد، وقبول طلب خدمة مكتمل، وتحرير طلب خدمة. يتم عرض المرضى الذين لديهم طلب خدمة مقدم أو مقبول على لوحة المعلومات هذه، والتي يمكن لجميع مستخدمي تقنية RPA الوصول إليها. ومع ذلك ، يمكن فقط للمستخدمين المسجلين في نظام RPA كأخصائيين في علاج الأورام بالإشعاع قبول طلب الخدمة.

الغرض من لوحة معلومات التصوير المقطعي المحوسب (الجدول 3) هو توفير نظرة عامة سريعة على حالة التصوير المقطعي المحوسب للمرضى الحاليين في RPA ، وتحميل فحوصات التصوير المقطعي المحوسب الجديدة ، ومراجعة الأشعة المقطعية وقبولها ، وإضافة نقاط مرجعية إلى فحوصات التصوير المقطعي المحوسب. تتم إضافة نقاط مرجعية لتوجيه RPA في بعض المواقف المحددة ، مثل عندما يريد المستخدم استخدام حد متفوق غير قياسي لخطط مربعة بسيطة من 4 مجالات لسرطان عنق الرحم. المرضى الذين تم تحميل الأشعة المقطعية لهم موضحة هنا. يمكن لأي مستخدم عرض لوحة معلومات التصوير المقطعي المحوسب ، ولكن يمكن فقط للمستخدمين المسجلين كمستخدمين سريريين قبول التصوير المقطعي المحوسب.

بمجرد تأكيد المستخدم لخطته النهائية، يمكنه تصديرها من TPS وتحميلها إلى تقنية RPA. الغرض من هذه العملية هو توفير طريقة للتحقق من أن البيانات قد تم توصيلها بشكل صحيح بين الأجهزة المختلفة.

سيظهر المرضى الذين تم إنشاء خطة RPA لهم في لوحة معلومات مقارنة الخطة. توفر لوحة معلومات مقارنة الخطة فئات الحالة الموضحة في الجدول 5 للمرضى الحاليين.

figure-results-2909
الشكل 6: المجال الجانبي النموذجي للعلاج الإشعاعي للدماغ بالكامل. يوضح هذا العرض إسقاطات ملامح الهيكل بالإضافة إلى مواضع الموازاة الرئيسية (الأصفر) وأجهزة الموازاة متعددة الأوراق (الأزرق). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-3438
الشكل 7: مثال على حقل جانبي من مخطط صندوقي عظمي مكون من 4 حقول قائم على معلم لسرطان عنق الرحم. يوضح هذا العرض مواضع الموازاة الرئيسية (الأصفر) والموازاة متعددة الأوراق (الأزرق). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Discussion

يحدد هذا البروتوكول خطوات إنشاء خطط العلاج المؤتمتة باستخدام RPA. الخطوات الرئيسية هي (1) تحميل CT والموافقة عليه ، (2) إكمال طلب الخدمة والموافقة عليه ، (3) تنزيل الخطة واستيرادها إلى TPS الخاص بالمستخدم وإعادة حساب الجرعة وتحرير الخطة ، و (4) تحميل الخطة النهائية المحررة للمقارنة مع خطة RPA. ترتيب الموافقة على التصوير المقطعي المحوسب والموافقة على طلب الخدمة قابلان للتبديل. يتم إنشاء بعض الخطط ، وتحديدا خطط العلاج بالقوس المعدل الحجم لسرطان الرأس والرقبة وعنق الرحم ، في عملية من خطوتين يتم فيها إنشاء تفاعلات إضافية للمستخدم والخطوط والخطط بشكل منفصل. ومع ذلك ، فإن العمليات متشابهة بشكل عام ، ونتوقع أن يتم تغيير مناهج تخطيط العلاج المتقدمة هذه إلى عملية من خطوة واحدة في المستقبل. يمكن العثور على القبول السريري العام الذي يمكن توقعه من هذه الأدوات ، ومن الأدوات قيد التطوير للإصدارات المستقبلية في عملنا المنشور¹⁰^،¹²^،¹⁴^،¹⁵^،¹⁶^،¹⁷^،¹⁸^،¹⁹^،²⁰^،²¹^،^22.

هذه الأدوات لها العديد من القيود ، كما هو موضح في عملنا السابق ، والذي حقق في المخاطر عند نشر مساعد تخطيط الإشعاع في عيادات العلاج الإشعاعي ^9,23. على الرغم من أن واجهة المستخدم قد تم تصميمها لتقليل مخاطر إدخال البيانات بشكل غير مناسب ، مثل صور التصوير المقطعي المحوسب التي لا تحتوي على مجال رؤية كاف أو أخطاء في إدخال البيانات يدويا ، لا يزال هناك احتمال للخطأ. على وجه التحديد ، فإن الخطأ البشري ، وتحيز الأتمتة (الاعتماد المفرط على النتائج) ، وخطأ البرنامج هي مصدر قلق⁹. يعد الاستعراض الدقيق ، وإذا لزم الأمر ، تحرير الخطوط والخطط التي يتم إنشاؤها تلقائيا ، أمرا ضروريا للاستخدام الآمن لمساعد التخطيط الإشعاعي. بشكل عام ، يجب أن تتبع هذه المراجعات نفس العملية المتبعة لمراجعة الخطط السريرية من قبل الفيزيائيين وأخصائيي علاج الأورام بالإشعاع ، على الرغم من أن هذا قد يكون مدعوما باستخدام قوائم المراجعة التي تم تطويرها خصيصا لتكملة المراجعة اليدوية لخطط العلاج التي تم إنشاؤها تلقائيا²⁴.

هناك حالات لن يتمكن فيها RPA من إنشاء خطة وسيبلغ المستخدم عن خطأ. في جميع الحالات تقريبا ، سيكون سبب ذلك مواجهة RPA لبيانات غير متوقعة لا يمكنها تفسيرها ، مثل عدم كفاية مجال الرؤية أو وضع المريض (على سبيل المثال ، إذا تم التقاط صورة التصوير المقطعي المحوسب باستخدام بروتوكول ضعيف ، ولكن مع المريض في وضعية الانبطاح). قد يتمكن المستخدم من تحديد المشكلة استنادا إلى مكان الإبلاغ عن الخطأ. في معظم الحالات ، لا يمكن معالجة هذه المواقف إلا عن طريق الكنتوري اليدوي أو التخطيط. قد يتمكن فريق RPA أيضا من مراجعة ملفات السجل لتحديد المشكلة.

تم تصميم RPA وتطويره خصيصا لتوفير أدوات عالية الجودة للتحديد التلقائي والتخطيط التلقائي للعيادات ذات الموارد المحدودة ، خاصة تلك الموجودة في البلدان المنخفضة والمتوسطة الدخل. نحن نعمل حاليا من خلال العمليات التنظيمية والقانونية والإدارية التي ستؤدي إلى استخدام RPA سريريا. بمجرد حدوث ذلك ، نتوقع مراقبة الاستخدام بعناية وإجراء تغييرات على سير العمل أو واجهات المستخدم استجابة لأي مخاطر غير متوقعة أو تعليقات المستخدمين الأخرى. والهدف من ذلك هو توفير الأدوات التي تدعم خدمات العلاج الإشعاعي، بحيث يمكن للفرق السريرية المحلية توسيع نطاق جهودها، وتحسين الوصول إلى خطط العلاج الإشعاعي عالية الجودة والمتسقة. نأمل أن يؤدي ذلك إلى تحسين نتائج المرضى ، فضلا عن تقليل أوقات الانتظار. على الرغم من أن المحفظة الحالية تقتصر على سرطانات الرأس والرقبة والثدي وعنق الرحم ، بالإضافة إلى تشعيع الدماغ الكامل لنقائل الدماغ ، فإننا نعمل على علاجات إضافية سيتم دمجها في الإصدارات المستقبلية¹⁷^،¹⁸^،¹⁹.

Disclosures

لدى LEC خيارات أسهم في Leo Cancer Care. يعمل HB الآن في Varian Medical Systems. AJ لديها موقف استشاري مع Genentech. JB لديه منصب استشاري مع Icon Cancer Care. WS لديها موقف استشاري مع IBA قياس الجرعات. تلقت JY تمويل سفر من SunNuclear Corp. تلقى HS أتعابا من Cipla.

Acknowledgements

تم تمويل هذا العمل من قبل المعهد الوطني للسرطان وصندوق ويلكوم ، بدعم إضافي من Varian Medical Systems. يستخدم نظامنا الحالي Eclipse لوظائف تخطيط العلاج. نود أيضا أن نشكر آن ساتون من خدمات التحرير ، مكتبة الأبحاث الطبية ، مركز UT MD Anderson للسرطان. بالإضافة إلى التمويل المؤسسي لتطوير تقنية RPA، تتلقى فرق البحث لدينا تمويلا من معهد الوقاية من السرطان وأبحاثه في تكساس (CPRIT) وصندوق الابتكار في معلوماتية السرطان، ومركز إم دي أندرسون للسرطان بجامعة تكساس.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Radiation Planning Assistant	MD Anderson Cancer Center	na	webpage

References

Ferlay, J., et al. Cancer incidence and mortality worldwide: Sources, methods and major patterns in GLOBOCAN 2012. International Journal of Cancer. 136 (5), E359-E386 (2015).
Elmore, S. N. C., et al. Global palliative radiotherapy: a framework to improve access in resource-constrained settings. Annals of Palliative Medicine. 8 (3), 274-284 (2019).
Atun, R., et al. Expanding global access to radiotherapy. The Lancet. Oncology. 16 (10), 1153-1186 (2015).
Yap, M. L., Zubizarreta, E., Bray, F., Ferlay, J., Barton, M. Global access to radiotherapy services: have we made progress during the past decade. Journal of Global Oncology. 2 (4), 207-215 (2016).
Elmore, S. N. C., et al. C. al. Radiotherapy resources in Africa: an International Atomic Energy Agency update and analysis of projected needs. The Lancet. Oncology. 22 (9), e391-e399 (2021).
Datta, N. R., Samiei, M., Bodis, S. Radiation therapy infrastructure and human resources in low- and middle-income countries: present status and projections for 2020. International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 89 (3), 448-457 (2014).
Ward, Z. J., Scott, A. M., Hricak, H., Atun, R. Global costs, health benefits, and economic benefits of scaling up treatment and imaging modalities for survival of 11 cancers: a simulation-based analysis. The Lancet. Oncology. 22 (3), 341-350 (2021).
Court, L. E., et al. Radiation Planning Assistant - a streamlined, fully automated radiotherapy treatment planning system. Journal of Visualized Experiments. (134), e57411 (2018).
Nealon, K. A., et al. Using failure mode and effects analysis to evaluate risk in the clinical adoption of automated contouring and treatment planning tools. Practical Radiation Oncology. 12 (4), e344-e353 (2022).
Kisling, K., et al. Automated treatment planning of postmastectomy radiotherapy. Medical Physics. 46 (9), 3767-3775 (2019).
Xiao, Y., et al. Customizable landmark-based field aperture design for automated whole-brain radiotherapy treatment planning. Journal of Applied Clinical Medical Physics. 24 (3), e13839 (2022).
Kisling, K., et al. Fully automatic treatment planning for external-beam radiation therapy of locally advanced cervical cancer: a tool for low-resource clinics. Journal of Global Oncology. 5, 1-9 (2019).
Rhee, D. J., et al. Clinical acceptability of fully automated external beam radiotherapy for cervical cancer with three different beam delivery techniques. Medical Physics. 49 (9), 5742-5751 (2022).
Rhee, D. J., et al. Automated radiation treatment planning for cervical cancer. Seminars in Radiation Oncology. 30 (4), 340-347 (2020).
Rhee, D. J., et al. Automatic contouring system for cervical cancer using convolutional neural networks. Medical Physics. 47 (11), 5648-5658 (2020).
Xiao, Y., et al. Automated WBRT treatment planning via deep learning auto-contouring and customizable landmark-based field aperture design. arXiv. , (2022).
Hernandez, S., et al. Automating the treatment planning process for 3D-conformal pediatric craniospinal irradiation therapy. Pediatric Blood & Cancer. 70 (3), e30164 (2023).
Huang, K., et al. Automation of radiation treatment planning for rectal cancer. Journal of Applied Clinical Medical Physics. 23 (9), e13712 (2022).
Netherton, T. J., et al. An automated treatment planning framework for spinal radiation therapy and vertebral-level second check. International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 114 (3), 516-528 (2022).
Olanrewaju, A., et al. Clinical acceptability of automated radiation treatment planning for head and neck cancer using the Radiation Planning Assistant. Practical Radiation Oncology. 11 (3), 177-184 (2021).
Rhee, D. J., et al. Automatic contouring QA method using a deep learning-based autocontouring system. Journal of Applied Clinical Medical Physics. 23 (8), e13647 (2022).
Rhee, D. J., et al. Automatic detection of contouring errors using convolutional neural networks. Medical Physics. 46 (11), 5086-5097 (2019).
Kisling, K., et al. A risk assessment of automated treatment planning and recommendations for clinical deployment. Medical Physics. 46 (6), 2567-2574 (2019).
Nealon, K. A., Court, L. E., Douglas, R. J., Zhang, L., Han, E. Y. Development and validation of a checklist for use with automatically generated radiotherapy plans. Journal of Applied Clinical Medical Physics. 23 (9), e13694 (2022).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

CT Linac

This article has been published

Video Coming Soon

Keep me updated: