Name: radiation planning assistant - a streamlined, fully automated radiotherapy treatment planning system
Uploaded: 2018-04-11T14:30:00
Duration: 8 min 25 s
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Questo lavoro è stato finanziato dal National Cancer Institute, con supporto aggiuntivo di Varian Medical Systems e Mobius Medical Systems. Il nostro sistema attuale utilizza Eclipse per funzioni di pianificazione del trattamento e Mobius 3D per la verifica del calcolo della dose.

Tutti i dati del paziente utilizzati per valutare la RPA sono stati utilizzati in modo retrospettivo, con approvazione presso la University of Texas MD Anderson Institutional Review Board.
1. monitoraggio dei progressi di pianificazione
<ol><li>Aprire la radiazione pianificazione Assistente controllo centro Workspace e il login.</li>
	<li>Per vedere tutti i dati del paziente che sono attualmente attivi, fare clic su Tutti i pazienti.</li>
	<li>Per trovare un paziente da loro medico Record numero (MRN), fare clic su Selezionare paziente.</li>
	<li>Per visualizzare lo stato del piano per qualsiasi paziente che ha un CT omologato o approvato piano di ordine (o entrambi), guardare nella sezione Piano di RPA . Le opzioni di stato sono ricapitolate immediatamente sopra questa sezione e nella sezione messaggio .</li>
	<li>Per rivedere i dettagli di qualsiasi piano completato, fare clic sul paziente (nella sezione RPA). Dettagli del loro ordine di piano e CT possono essere visto anche nelle sezioni Piano ordine e Approvazione di CT .<ol>
<li>Per approvare un piano completato, fare clic su approva. Ci sono alcuni livelli di approvazione (medico, fisico e tecnico) che possono essere impostate per ogni istituzione.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Per esaminare la cronologia delle attività di RPA, fai clic su Accedi.</li>
	<li>Per rivedere i dettagli per ogni ordine di piano (compresi quelli che non sono stati ancora approvati), fare clic su un paziente nella sezione Piano di ordine .</li>
	<li>Per rivedere informazioni dettagliate per qualsiasi immagine di CT serie (compresi quelli che non sono stati ancora approvati), fare clic su un paziente nella sezione Approvazione di CT .</li>
</ol>2. pianificare l'approvazione di ordine
Nota: Approvazione dell'ordine piano (di solito dall'oncologo di radiazione) è necessario prima il RPA crea un piano di trattamento.
<ol><li>Aprire l'area di lavoro di Ordine piano . Utilizzare l'icona di standalone, o farlo dall'area di lavoro Radiazioni Planning Assistant Control Center .</li>
	<li>Creare un nuovo ordine di piano come segue.<ol>
<li>Fare clic su nuovo.</li>
		<li>Completare la sezione 1 - dati demografici; Questa sezione è sempre lo stesso.<ol>
<li>Immettere il numero di record mediche e nome del paziente.</li>
			<li>Selezionare il sito di trattamento appropriato. Scegliere da testa/collo, collo dell'utero, al seno e altri. Nota: Questa lista aumenterà come i nostri progressi di sforzi di sviluppo. Questa selezione cambia le scelte offerti nella sezione 3, qui di seguito.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Completare la sezione 2 - trattamento generale; Questa sezione è sempre lo stesso.<ol>
<li>Completare le domande sullo stato di sesso/gravidanza, irradiazione anteriore, pacemaker e altri impianti.</li>
			<li>Completare la domanda su Autostart o tecnico. Nota: Selezionando autostart comporterà il RPA automaticamente a partire il processo di pianificazione, quando ci sono sia un ordine approvato piano e un'immagine di CT approvata. Seleziona tecnico richiederà un tecnico avviare il processo di pianificazione automatica. Questo può essere fatto nell'area di lavoro del centro di controllo.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Completare la sezione 3 - trattamento specifico. Nota: Questo esempio è per i trattamenti di testa/collo.<ol>
<li>Selezionare il sito primario di testa/collo e il coinvolgimento di linfonodi positivi selezionando il pulsante di opzione; nelle sezioni seguenti vengono selezionate automaticamente sulla base di queste scelte.</li>
			<li>Confermare o modificare le sezioni sul collo cervicale e copertura di linfonodi retrofaringei, selezionando il pulsante di opzione. Quindi selezionare il pulsante di opzione per indicare se questi corrispondono al CTV1 o CTV2 (CTV: Clinical Target Volume).</li>
			<li>Selezionare la macchina di trattamento e tecnica di trattamento.</li>
			<li>Selezionare il metodo di trattamento facendo clic sul pulsante di opzione appropriato (in questo esempio è per trattamenti VMAT).<ol>
<li>Confermare o modificare la prescrizione di trattamento. Per modificare la prescrizione, immettere le dosi di frazione richiesti nelle caselle di testo.</li>
				<li>Confermare l'adeguatezza dei vincoli di dose di tessuto normale.</li>
			</ol>
</li>
		</ol>
</li>
		<li>Salvare l'ordine di piano; verrà generato un pdf dell'ordine piano.</li>
		<li>Rivedere l'ordine piano definitivo.<ol>
<li>Se l'ordine di piano definitivo è corretto, fare clic su approva.</li>
			<li>Se l'ordine finale di piano non è corretto, fare clic su modifica e apportare le modifiche necessarie.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>Chiudere l'area di lavoro di Ordine piano .</li>
</ol>3. CT immagine approvazione
Nota: Approvazione di CT è necessario prima il RPA crea un piano di trattamento.
<ol><li>Aprire l'area di lavoro di Approvazione di CT . Nota: Questo può essere fatto dall'icona standalone, o dall'area di lavoro Radiazioni Planning Assistant Control Center .</li>
	<li>Fare clic sull'esplorazione di CT che esso deve essere approvato. Nota: Se la TAC non si presenta, ha non stato ricevuto da RPA.</li>
	<li>Scrivi una recensione sulle fette di CT centrate sul isocenter.<ol>
<li>Fare clic su Tutti i carico di rivedere tutte le immagini di CT.</li>
		<li>Recensione isocenter posizione e qualità di immagine di CT.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Se il CT immagini, numero di fette, orientamento e dati è corretto, fare clic su approva.</li>
</ol>4. avviare la pianificazione del trattamento automatico
Nota: Questo passaggio è necessario solo se avviare Autoplan (nell'ordine piano) è impostato su tecnico.
<ol><li>Selezionare il paziente/piano corretto ordine/CT nel Centro di controllo dell'area di lavoro e fare clic su Add Plan RPA.</li>
</ol>5. Revisione e approvazione di contorno
Nota: Per alcuni trattamenti, come ad esempio testa/collo VMAT, che contorna la revisione e l'approvazione è necessaria. Questo viene in genere eseguito dall'oncologo di radiazione.
<ol><li>Attendere che lo stato dei dati del paziente indicare W (attesa) nel centro di controllo; Ora è pronto per il contouring recensione.</li>
	<li>Fare clic sul W icona, o il ROI approvazione (ROI: area di interesse). Si noti che verrà aperta l'area di lavoro che contorna la revisione e l'approvazione . Nota: I contorni che sono disponibili qui dipendono dal tipo di piano deve essere generato (selezionati nell'ordine in piano).</li>
	<li>Rivedere tutto sagomati tessuti/obiettivi. Per modificare strutture, prima selezionare la struttura di interesse (elenco a discesa), quindi fare clic sull'icona Nudge e modificare il contorno su ogni fetta di CT.</li>
	<li>Se necessario (ad es., per i piani di testa/collo), delineare manualmente il Volume lordo del tumore (GTV) e linfonodi positivi. Per effettuare questa operazione, selezionare la struttura di interesse (ad es., GTV) dall'elenco a discesa, fare clic sull'icona manuale delineazione e disegnare la struttura su ogni fetta di CT.</li>
	<li>Creare Volume bersaglio clinico (CTV1) (per i casi di testa/collo)<ol>
<li>Per espandere la GTV e linfonodi positivi, fare clic su GTV -> CTV.</li>
		<li>Per disegnare manualmente CTV1, selezionare CTV1 dall'elenco delle strutture (elenco a discesa), fare clic sull'icona manuale delineazione e disegnare la struttura su ogni fetta di CT.</li>
		<li>Rivedere e modificare CTV1, come necessario.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Creare volumi di destinazione (PTV) di pianificazione.<ol>
<li>Fare clic su CTV -> PTV. Recensione.</li>
		<li>Modificare, se necessario, ma ricordate queste espansioni di conto per le numerose incertezze in entrambi installazione di contornatura e paziente. Per modificare il PTV, selezionare il PTV appropriato dall'elenco a discesa, fare clic sull'icona Nudge (o una delle altre icone modifica),</li>
	</ol>
</li>
	<li>Approvare i contorni.<ol>
<li>Scrivi una recensione su tutti i contorni, quindi fare clic su Approva ROI. Una volta che il ROIs sono approvati, il processo di pianificazione del trattamento procederà automaticamente. Prestare attenzione a eventuali messaggi di avviso e aggiungere note esplicative, come necessario.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. la radioterapia piano di revisione e approvazione
<ol><li>Rivedere il piano di trattamento quando è pronto per la revisione; esso appare come un Piano di Revisione documento (formato pdf) nel Centro di controllo. Nota: Il piano può essere rivista in fasi (che possono essere combinati, a seconda del personale disponibile). La fase di revisione appropriato viene visualizzata nel piè di pagina di ogni pagina.</li>
	<li>Eseguire la revisione tecnica. Nota: Questo può essere combinato con l'esame di fisica.<ol>
<li>Esaminare la pagina anteriore.<ol>
<li>Controllare e garantire che i dati demografici dei pazienti, prescrizione e piano dettagli sono appropriati.</li>
			<li>Verifica che tutti i controlli di verifica automatica piano hanno avuto successo.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Verifica il isocenter contrassegnato.<ol>
<li>Rispondere alle domande sul form per verificare che il isocenter contrassegnato è stato identificato correttamente. Confrontare con i casi di libreria, come necessario.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Eseguire la revisione di contorno del corpo.<ol>
<li>Le domande per verificare che il corpo è stato correttamente sagomato. Confrontare con i casi di libreria, come necessario.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Eseguire la revisione del diaframma di campo.<ol>
<li>Rispondere alle domande sul form per verificare che le aperture di campo siano appropriate.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Eseguire la revisione di distribuzione di Dose.<ol>
<li>Rispondere alle domande nel modulo di verifica per il calcolo della dose appropriata</li>
		</ol>
</li>
		<li>Per approvare o respingere questo piano, fare clic su Approva Tech.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Eseguire la revisione del medico.<ol>
<li>A seconda del tipo di trattamento, esaminare le distribuzioni di dose e aperture di campo.</li>
		<li>Per modificare lo stato di approvazione di questo piano per approvare o rifiutare, fare clic su MD approvare.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Eseguire la revisione di fisica.<ol>
<li>Rivedere il piano utilizzando le procedure standard. Vedere le seguenti linee guida per i controlli supplementari.</li>
		<li>Rivedere la revisione di medico e sezioni di revisione tecnica .</li>
		<li>Esaminare i risultati della verifica indipendente QA: ping rimozione, controllo di contorno del corpo, isocenter check.</li>
		<li>Esaminare i risultati di ulteriori verifiche indipendenti che sono specifici per il sito di trattamento - ad esempio, il controllo di blocco per i trattamenti di 4-campo cervice.</li>
		<li>Esaminare i risultati del confronto dei parametri campo e piano con quelli della popolazione di pazienti.</li>
		<li>Esaminare il rapporto di verifica della dose.</li>
		<li>Scrivi una recensione su dati aggiuntivi. Dati aggiuntivi alla fine del documento dovrebbero essere rivisti per coerenza - questo include l'originale piano di ordine e l'approvazione di CT.</li>
		<li>Per modificare lo stato di approvazione di questo piano per approvare o rifiutare, fare clic su Fisica approvare.</li>
	</ol>
</li>
</ol>7. piano definitivo trasferimento
<ol><li>Una volta approvato il piano, è necessario esportarlo. I passaggi successivi dipendono l'installazione locale, il record e verificare software e il sistema di pianificazione del trattamento. Sono anche dipendente da protocolli di etica e clinica locale del flusso di lavoro. Di seguito sono passaggi sono esempi di misure appropriate.</li>
	<li>Piano di DICOM di trasferimento al sistema locale record e verificare (R & V).</li>
	<li>Utilizzare uno strumento software per confrontare il piano originale con quello del sistema R & V (per verificare il trasferimento di dati corretti).</li>
</ol>

<ol>
	<li>IAEA. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Planning National Radiotherapy Services: A Practical Tool IAEA. , (2010).</li><li>Datta, N. R., Samiei, M., Bodis, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiation+Therapy+Infrastructure+and+Human+Resources+in+Low-+and+Middle-Income+Countries:+Present+Status+and+Projections+for+2020.">Radiation Therapy Infrastructure and Human Resources in Low- and Middle-Income Countries: Present Status and Projections for 2020.</a> International Journal of Radiation Oncology*Biology*Physics. 89 (3), 448-457 (2014).</li><li>Slotman, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overview+of+national+guidelines+for+infrastructure+and+staffing+of+radiotherapy.+ESTRO-QUARTS:+work+package+1.">Overview of national guidelines for infrastructure and staffing of radiotherapy. ESTRO-QUARTS: work package 1.</a> Radiotherapy and Oncology. 75 (3), 349-354 (2005).</li><li>International Organization for Medical Physics. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Policy Statement No 2: Basic Requirements for Education and Training of Medical Physicists. , (2010).</li><li>Commission on Accreditation of Medical Physics Educational Programs, Inc . <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standards for Accreditation of Residency Educational Programs in Medical Physics. , (2014).</li><li>Caruana, C. J., Christofides, S., Hartmann, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=European+Federation+of+Organisations+for+Medical+Physics+(EFOMP)+Policy+Statement+12.1:+Recommendations+on+Medical+Physics+Education+and+Training+in+Europe+2014.">European Federation of Organisations for Medical Physics (EFOMP) Policy Statement 12.1: Recommendations on Medical Physics Education and Training in Europe 2014.</a> Physica Medica. 30 (6), 598-603 (2014).</li><li>Kisling, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SU-F-T-423:+Automating+Treatment+Planning+for+Cervical+Cancer+in+Low-+and+Middle-+Income+Countries.">SU-F-T-423: Automating Treatment Planning for Cervical Cancer in Low- and Middle- Income Countries.</a> Medical Physics. 43 (6Part19), 3560-3560 (2016).</li><li>McCarroll, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TU-H-CAMPUS-JeP1-02:+Fully+Automatic+Verification+of+Automatically+Contoured+Normal+Tissues+in+the+Head+and+Neck.">TU-H-CAMPUS-JeP1-02: Fully Automatic Verification of Automatically Contoured Normal Tissues in the Head and Neck.</a> Medical Physics. 43 (6Part37), 3778-3778 (2016).</li><li>McCarroll, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Machine+Learning+for+the+Prediction+of+Physician+Edits+to+Clinical+Auto-Contours+in+the+Head-And-Neck.">Machine Learning for the Prediction of Physician Edits to Clinical Auto-Contours in the Head-And-Neck.</a> American Association of Physicists in Medicine Annual Meeting. , (2017).</li><li>McCarroll, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fully+Automated+VMAT+Planning+in+the+Head+and+Neck.">Fully Automated VMAT Planning in the Head and Neck.</a> American Association of Physicists in Medicine Annual Meeting. , (2017).</li><li>Kisling, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fully-Automated+Treatment+Planning+for+Cervical+Cancer+Radiotherapy.">Fully-Automated Treatment Planning for Cervical Cancer Radiotherapy.</a> American Association of Physicists in Medicine Annual Meeting. , (2017).</li><li>Court, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Initial+Plan+Check+Procedure+Specifically+Designed+for+Fully-Automated+Treatment+Planning.">An Initial Plan Check Procedure Specifically Designed for Fully-Automated Treatment Planning.</a> American Association of Physicists in Medicine Annual Meeting. , (2017).</li></ol>

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Un protocollo che delinea i passaggi nella creazione di un piano di trattamento automatizzato tramite il sistema di radiazione Planning Assistant (RPA) è stata descritta. I passaggi cruciali, dal punto di vista di un utente, sono (1) CT approvazione (2) piano ordine approvazione (3) contorno recensione/editing per casi di testa/collo e piano di trattamento (4) rassegna. L'ordine dei primi due passaggi è intercambiabile. Assistente pianificazione di radiazioni attualmente automaticamente crea piani di radioterapia per testa/collo (VMAT) ed il cancro cervicale (casella 4-campo), e attualmente stiamo lavorando sui piani per trattamenti contro il cancro al seno. L'obiettivo finale è quello di automatizzare completamente la pianificazione per tutti i siti/modalità, creazione di uno strumento che genera piani di trattamento di radioterapia di sicuro ed efficace del trattamento di radioterapia.
Il sistema attuale presenta diverse limitazioni. In primo luogo, non è possibile creare piani di trattamento per tutti i siti di trattamento e approcci, anche se ci aspettiamo che le sue capacità di migliorare nel tempo, siamo alcuni lontani automazione completa per tutti i siti di trattamento. C'è anche un rischio di sopra dipendenza dagli utenti su automazione - questo è un rischio che abbiamo tentato di mitigare includendo molti controlli di verifica indipendenti (Figura 1). È stato dimostrato che l'uso della nostra documentazione di piano sviluppato a scopo di verifica piani di trattamento permetterà alcuni potenziali errori siano identificati dal personale relativamente inesperto, ma la recensione dell'oncologo di radiazione, e piano di controlli da altri qualificati personale sono importanti.
Ci aspettiamo di migliorare le interfacce RPA nel tempo, in risposta al feedback degli utenti. Il flusso di lavoro generale e le attività dovrebbero, tuttavia, rimangono simili a quelle descritte in questo documento. Questo documento dovrebbe, pertanto, continuare a essere utile. Documentazione aggiuntiva sarà anche disponibile, che descrivono tutte le modifiche, formazione per piano controlli, ecc.
Ci sono esempi di automazione di procedure specifiche di programmazione del trattamento di radioterapia esistenti. A nostra conoscenza questo è il primo sistema per il quale l'intero flusso di lavoro è completamente automatizzato, quasi che non richiede input da parte dell'utente. Questo protocollo descrive, dal punto di vista dell'utente, i passi importanti necessari per utilizzare l'Assistente pianificazione di radiazione e generare un piano di trattamento di radioterapia.

Nelle cliniche di radioterapia, l'Agenzia internazionale dell'energia atomica (AIEA) raccomanda 1 pianificazione del trattamento ogni 300 pazienti e 1 fisico di radiazione ogni 400 pazienti trattati ogni anno1. In molti paesi, questi ruoli (pianificazione del trattamento e fisico) sono combinati. In altri paesi, i tecnologi di terapia di radiazioni (spesso chiamati radiologi) assumono anche un ruolo di pianificazione del trattamento. Paesi a reddito basso e medio (LMICs) hanno gravi deficit in radioterapisti, fisici medici e tecnici di radiologia terapia. Entro il 2020, si stima che avremo bisogno un ulteriori 12.000 radioterapisti, fisici medici 10.000 e 29.000 tecnologi. 2. queste stime sono basate su dati provenienti da diversi insiemi di dati di dominio pubblico (e. g., AIEA), con livelli sulla base delle raccomandazioni dalla società europea per la radioterapia & Oncology (ESTRO) e AIEA3di personale. I bisogni sono immensi. Ad esempio, per fisici medici, la maggior parte delle linee guida raccomandano un 2 - 3 anno di tirocinio o di residenza, spesso dopo completamento di fisica medica conseguito il diploma di scuola4,5,6. Questo impegno di 4 anni significa che 40.000 anni lavorativi di formazione sono necessarie solo per affrontare la carenza globale di fisici medici da solo.
Automazione di pianificazione del trattamento potrebbe ridurre alcune di queste carenze di personale, fisici in particolare medici e personale di progettazione. Pianificazione automatizzata potrebbe ridurre il tempo che trascorrono gli oncologi di radiazione su3 di pianificazione del trattamento e hanno certamente un ruolo importante nel disegno aperture di fascio di radiazioni trattamento. Quest'opera descrive il funzionamento di un trattamento completamente automatizzato pianificazione di sistema, la radiazione Planning Assistant (RPA), sviluppato nell'ambito di un progetto finanziato dal National Cancer Institute, in definitiva, migliorare l'accesso alla radioterapia di alta qualità in tutto il mondo 7.
La figura 1 Mostra una panoramica del trattamento automatizzato pianificazione processo implementato nella RPA. Il trattamento di attività di pianificazione vengono eseguite utilizzando entrambi funzioni nel sistema di pianificazione del trattamento (vedere la Tabella dei materiali per il sistema di pianificazione utilizzato), controllata utilizzando l'application programming interface (API), o utilizzando internamente sviluppato funzioni. Un componente chiave di RPA è la verifica indipendente di tutte le attività che sono state automatizzate8. Questo viene raggiunto utilizzando un secondo, diverso set di algoritmi/funzioni. I risultati degli algoritmi primari, che vengono utilizzati per il piano di trattamento, sono confrontati con i risultati dell'algoritmo secondario e contrassegnati se la differenza è maggiore di un pre-determinato criteri9. Piani di trattamento che passano che i controlli indipendenti e ulteriormente i controlli manuali da personale locale sono pronti per essere utilizzati per il trattamento del paziente. La documentazione di uscita di RPA è stato specificamente progettata per semplificare il processo di verifica manuale.
Il flusso di lavoro del sistema RPA dal punto di vista degli utenti è illustrato nella Figura 2. Gli ingressi al sistema sono un ordine di piano approvato e un'immagine di CT approvata. L'oncologo di radiazione crea e approva l'ordine piano contenente informazioni di base paziente e dettagli circa il piano previsto (prescrizione, tipo di trattamento, ecc.). L'insieme di immagini CT deve essere approvato anche (dal tecnico CT). Questo è per garantire che il piano viene calcolato la corretta immagine di CT. Questo è importante, ad esempio, quando sono presi più set di immagine di CT di un singolo paziente. Una volta che la RPA riceve un ordine di piano approvato e un CT approvato immagine insieme, il piano di trattamento viene generato automaticamente. In alcuni casi, come quando si crea la casella 4-campo trattamenti contro il cancro cervicale, le seguenti operazioni sono completamente automatizzate, e l'intervento dell'utente aggiuntivo non è necessario fino a quando il piano di trattamento è pronto. In altri casi, come la creazione di piani di trattamento VMAT testa/collo, intervenire a metà strada attraverso il processo di trattamento automatizzato. Per i piani di testa/collo, l'oncologo di radiazione è richiesto ai contorni/modifica generato automaticamente. Hanno anche bisogno di delineare il volume lordo del tumore (GTV). In questo caso, dopo ricezione approvato piano ordini e CTs, la RPA esegue alcuni iniziale attività, tra cui il rimodellamento dei tessuti normali e alcuni obiettivi di contorno. L'oncologo di radiazione quindi esamina e approva i contorni e la RPA continua con il trattamento rimanente attività di pianificazione. L'attuale sistema è stato testato con 6 MV e 18 fasci di raggi x MV per piani di trattamento testa/collo e della cervice, rispettivamente, entrambi con appiattimento filtro. Una volta completato il piano di trattamento, viene creato un documento per la revisione e l'approvazione dal personale clinico appropriato, ad esempio, i fisici e gli oncologi di radiazione. Alcune di queste attività possono essere delegate ad altri agenti.
Sistemi di pianificazione già offrono alcuni moderni di trattamento automatizzato i processi di pianificazione. La RPA integra questi, quando possibile, offrendo un completo automatizzato pianificazione processo, tale che l'utente può generare piani di trattamento senza la necessità di aprire un trattamento complicato sistema interfaccia di pianificazione. Questo manoscritto descritto il protocollo per la RPA e poi presenta alcuni risultati di esempio per l'output del processo di pianificazione del trattamento.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="573">
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Eclipse</td>
			<td style="width:71px;">Varian Medical Systems</td>
			<td style="width:119px;">na</td>
			<td style="width:167px;">Treatment planning system</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Mobius 3D</td>
			<td style="width:71px;">Mobius Medical Systems</td>
			<td style="width:119px;">na</td>
			<td>Dose calculation verification system</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

radiation planning assistant - a streamlined, fully automated radiotherapy treatment planning system

La radiazione Planning Assistant (RPA) è un sistema sviluppato per la creazione completamente automatizzata di piani di trattamento di radioterapia, compresi i piani di terapia (VMAT) arco modulato in volume per i pazienti con cancro della testa/collo e piani di casella 4-campo per i pazienti con cancro cervicale. È una combinazione di software appositamente sviluppato in-House che utilizza un'interfaccia di programmazione di applicazione per comunicare con un sistema di pianificazione del trattamento di radioterapia commerciale. Si interfaccia anche con un software di verifica commerciale dose secondaria. Gli input necessari per il sistema sono un ordine di trattamento piano, approvato dall'oncologo di radiazione, e una simulazione computerizzata immagine di tomografia (CT), approvata il tecnico di radiologia. La RPA genera quindi un piano di trattamento di radioterapia completa. Per i piani di trattamento del cancro cervicale, intervento dell'utente aggiuntivo non è necessario fino a quando il piano è completo. Per piani di trattamento testa/collo, dopo il tessuto normale e alcune delle strutture di destinazione sono delineati automaticamente l'immagine di CT, l'oncologo di radiazione deve rivedere i contorni, apportare le modifiche se necessario. Esse delineano anche il volume lordo del tumore. La RPA quindi completa il trattamento processo di pianificazione, creazione di un piano VMAT. Infine, il piano completato deve essere esaminato da personale clinico qualificato.

Nella Figura 3è riportato un esempio di trattamento piano ordine creato per un caso di testa/collo. La figura 4 Mostra la distribuzione di dose per un piano VMAT generato automaticamente per un paziente con una base di lingua carcinoma di cellule squamous7,10. Una recensione da un oncologo di radiazione che frequentano ha confermato che questo piano era accettabile per il trattamento. In media i piani di testa/collo VMAT prendere 46 minuti per un piano 2-arc, e prevediamo di portare questo giù per meno di 30 minuti con un algoritmo di calcolo di dose più veloce e un'architettura distribuita per il contouring automatizzato passo.
La figura 5 Mostra aperture di campo generato automaticamente per un trattamento di 4-campo casella per un paziente con cancro cervicale. Revisione da un oncologo di radiazione con esperienza ha confermato l'appropriatezza clinica del 90-96% di questi campi7,11. In media, questi piani sono voluti 21 minuti.
Una volta pronto il piano di trattamento, documentazione viene creato automaticamente per la revisione di radioterapisti, personale tecnico, fisici medici e tecnici di radiologia. Abbiamo progettato una procedura illustrata che accompagna l'utente attraverso controlli di isocenter contrassegnato e identificazione contorno corpo, consistenza del sito di orientamento/lateralità/trattamento paziente, aperture di campo (ad esempio una casella 4-campo) e presenza di immagine o dose calcolo artefatti12. Ogni passaggio della procedura ha semplici istruzioni ed esempi di libreria a cui l'utente può fare riferimento. Nella Figura 6è riportato un esempio delle istruzioni.
Anche se la necessità di revisione oncologo fisica e radiazione è ben documentata, non è stato valutato il ruolo di personale supplementare. Abbiamo valutato questo creando documenti di piano per 16 pazienti di cancro cervicale, 12 dei quali inclusi errori intenzionali: errato isocenter (3 casi), contorno del corpo non corretti (3 casi), rimozione di errata CT divano (1 caso), aperture di campo errato (5 casi), calcolo della dose errata (1 caso) e il numero non corretto di campi (1 caso). Questi piani sono stati poi esaminati da 4 volontari con esperienza minima di radioterapia e nessuna esperienza in piani di controllo. La versione finale della documentazione del piano richiesto ~ 30 minuti di allenamento. In media, piano di verifica richiesti 8 minuti al piano. I tester sono stati in grado di trovare tutti gli errori nei contorni del corpo, isocenter (basata su marker fiduciali) e gli elementi di calcolo di dose. Non erano in grado di identificare in maniera affidabile piccoli (ma clinicamente importante) errori nelle aperture di campo. Inoltre, non erano in grado di identificare il caso che ha avuto solo 3 campi anziché 4 - un esempio di un errore imprevisto che non viene esaminato con un elemento di lista di controllo specifico. In sintesi, questi risultati indicano che il controllo iniziale di alcune funzioni vitali di piani di radioterapia creati da processi automatizzati può essere assegnato al personale con esperienza di radioterapia limitata, consentendo qualsiasi necessità di azioni correttive essere identificati prima Recensione di medico. Questi personale non, comunque, trovare tutti gli errori e ulteriori controlli da personale qualificato (gli oncologi di radiazione e fisici) sono ancora una parte vitale della radioterapia pianificazione del flusso di lavoro.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig1.jpg"> Figura 1 . Schema di trattamento automatizzato processo di pianificazione. Le icone umane mostrano i punti del flusso di lavoro in cui è necessario l'intervento umano. Tutti gli altri passaggi sono automatizzati. Ogni passaggio automatizzato del processo di pianificazione ha un algoritmo primario, che viene utilizzato per creare il programma reale, e un secondario algoritmo che viene utilizzato per verificare il risultato dell'algoritmo primario. Se uno dei controlli di verifica ha esito negativo (cioè caduta fuori un criteri predeterminati), o se l'oncologo di radiazione non approva il piano, quindi un pianificazione processo manuale diventa necessario. Procedure di qualità aggiuntive che sono importanti per il processo, in particolare controlli di routine di un fisico medico qualificato, di pianificazione del trattamento non sono illustrate qui. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57411/57411fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig2.jpg"> Figura 2 . Schematica di RPA dal punto di vista degli utenti. L'oncologo di radiazione è responsabile per il completamento e l'approvazione Pianifica ordine del medico. Dopo aver preso l'immagine di simulazione del paziente, questo è approvato per il tecnico di radiologia o altro personale appropriato presente. La RPA quindi automaticamente avviato e crea il piano di trattamento di radioterapia. L'obiettivo di questo lavoro è quello di creare ogni piano di radioterapia, compresa la documentazione, entro 30 minuti. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57411/57411fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig3.jpg"> Figura 3 Un esempio di ordine di piano di trattamento per un piano VMAT testa/collo. L'ordine piano Mostra l'identificazione del paziente (nome, MRN, ecc.), alcune informazioni generali sul paziente e alcune informazioni specifiche di trattamento. Questo include la prescrizione di dose, copertura obiettivo e vincoli di tessuto normale.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig4.jpg"> Figura 4 . Un esempio generato automaticamente testa/collo VMAT piano. Le regioni ombreggiate mostrano i volumi di destinazione pianificazione - rosso, blu e giallo corrispondono a PTV1 PTV2 e PTV3, rispettivamente. Le linee mostrano la distribuzione di isodose del piano generato automaticamente.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig5.jpg"> Figura 5 . Un esempio di aperture generate automaticamente per un trattamento del cancro cervicale casella 4-campo. AP, PA, sinistra destra vengono visualizzati i campi laterali e laterali.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig6v2.jpg"> Figura 6 . Esempio di istruzioni illustrate progettato per facilitare la revisione della tabella per i piani di radioterapia generata automaticamente utilizzando la RPA. Questa pagina di esempio è per la revisione del contorno corpo generato automaticamente. Esso comprende i risultati dell'algoritmo primario, alcune domande per l'utente e un caso di libreria per l'utente di rivedere

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Radiation Planning Assistant - A Streamlined, Fully Automated Radiotherapy Treatment Planning System

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