Name: radiation planning assistant - a streamlined, fully automated radiotherapy treatment planning system
Uploaded: 2018-04-11T14:30:00
Duration: 8 min 25 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Radiation Planning Assistant - A Streamlined, Fully Automated Radiotherapy Treatment Planning System at JoVE.com

Dette arbeidet ble finansiert av National Cancer Institute, med ekstra støtte Varian medisinske systemer og Mobius medisinske systemer. Vårt nåværende system bruker Eclipse for behandling planlegging funksjonene og Mobius 3D for bekreftelse av dose beregning.

Alle pasientdataene brukt for å evaluere RPA ble brukt retrospektivt, med godkjennelse fra University of Texas MD Anderson institusjonelle Review Board.
1. overvåke planlegging fremgang
<ol><li>Åpne stråling planlegging hjelperen Control Center arbeidsområdet og Logg på.</li>
	<li>Ved å klikke Alle pasienter, kan du se alle pasientdataene aktivt.</li>
	<li>Du finner en pasient av deres medisinske posten tall (MRN), klikke på Velg pasient.</li>
	<li>Hvis du vil se statusen til planen for enhver pasient som har en godkjent CT eller godkjent se Plan for (eller begge), delen RPA Plan . Statusalternativene summeres umiddelbart over denne delen, og i delen melding .</li>
	<li>Hvis du vil se detaljer om noen ferdige plan, velger du pasienten (i delen RPA). Detaljer om planen rekkefølge og CT kan også sees i delene Plan ordre og CT godkjenning .<ol>
<li>Klikk på Godkjennfor å godkjenne en ferdige plan. Det er visse nivåer av godkjenning (lege, fysiker og tekniker) som kan angis for hver institusjon.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Hvis du vil se aktivitet historien av RPA, klikk på Logg.</li>
	<li>Hvis du vil se detaljene for planen bestilling (inkludert de som ennå ikke er godkjent), klikk på en pasient i delen Plan rekkefølge .</li>
	<li>Hvis du vil se detaljene for et CT-bilde (inkludert de som ennå ikke er godkjent), klikk på en pasient i delen CT godkjenning .</li>
</ol>2. planlegge ordren godkjenning
Merk: Plan for godkjenning (vanligvis ved stråling onkolog) er nødvendig før RPA oppretter en behandlingsplan.
<ol><li>Åpne Plan for arbeidsområdet. Bruke ikonet frittstående eller gjøre fra Stråling planlegging assistent Control Center arbeidsområdet.</li>
	<li>Opprette en ny plan for slik.<ol>
<li>Klikk ny.</li>
		<li>Fullføre del 1 - demografi; Denne delen er alltid det samme.<ol>
<li>Angi medisinsk postnummeret og pasientens navn.</li>
			<li>Velg riktig behandling området. Velg hode/hals, livmorhalsen, bryst og andre. Merk: Denne listen vil øke som vår utvikling innsats for fremgang. Dette alternativet endrer tilbudene i del 3, under.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Fullføre del 2 - generelle behandling; Denne delen er alltid det samme.<ol>
<li>Fullføre spørsmålene sex/graviditet status, før bestråling, pacemakeren og andre implantater.</li>
			<li>Fullføre spørsmålet på Autostart eller tekniker. Merk: Å velge autostart vil resultere i RPA automatisk starte planprosessen når det er både en godkjent Plan ordre og et godkjent CT-bilde. Velge tekniker vil kreve en tekniker til å starte automatisk planprosessen. Dette kan gjøres i Control Center arbeidsområdet.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Fullføre del 3 - behandling spesifikke. Merk: I dette eksemplet er for hode/nakke behandlinger.<ol>
<li>Velg hode/nakke hovednettstedet og positiv lymfe engasjement ved å velge riktig alternativknapp; avsnittene nedenfor velges automatisk basert på disse valgene.</li>
			<li>Bekreft eller endre delene på livmorhalsen hals og retropharyngeal lymfeknute dekning, ved å velge riktig alternativknapp. Velg tilhørende alternativknapp for å angi om disse svarer til CTV1 eller CTV2 (CTV: klinisk målvolumet).</li>
			<li>Velg behandling maskin og behandling teknikk.</li>
			<li>Velg behandlingstilnærming ved å klikke alternativknappen (dette eksemplet er VMAT behandlinger).<ol>
<li>Bekreft eller endre resept behandling. Hvis du vil endre resept, angi nødvendige brøkdel doser i tekstboksene.</li>
				<li>Bekreft hensiktsmessigheten av normalt vev dose begrensninger.</li>
			</ol>
</li>
		</ol>
</li>
		<li>Lagre Plan ordren; en pdf av planen ordren skal genereres.</li>
		<li>Gjennomgå den endelige planen.<ol>
<li>Hvis den endelige plan bestillingen er riktig, klikk på Godkjenn.</li>
			<li>Hvis endelige planlegge bestillingen er feil, klikker du på Rediger og endre etter behov.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>Lukk Plan for arbeidsområdet.</li>
</ol>3. CT bilde godkjenning
Merk: CT godkjenning er nødvendig før RPA oppretter en behandlingsplan.
<ol><li>Åpne CT godkjenning arbeidsområdet. Merk: Dette kan gjøres fra ikonet frittstående eller fra Stråling planlegging assistent Control Center arbeidsområdet.</li>
	<li>Klikk på CT avsøke at det skal godkjennes. Merk: Hvis CT-skanning ikke viser opp, det er ikke mottatt av RPA.</li>
	<li>Gjennom CT skiver sentrert på isocenter.<ol>
<li>Klikk på Last alle å gjennomgå alle CT-bilder.</li>
		<li>Gjennom isocenter stedet og CT bildekvalitet.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Hvis CT bilder, skiver, orientering og data er riktige, klikk på Godkjenn.</li>
</ol>4. starte automatisk behandlingsplanlegging
Merk: Dette trinnet er bare nødvendig hvis Autoplan starte (i planen rekkefølge) er satt til tekniker.
<ol><li>Velg riktig pasient/planen ordre/CT i Kontrollsenteret arbeidsområde, og klikk Legg RPA Plan.</li>
</ol>5. omforme gjennomgang og godkjenning
Merk: For noen behandlinger, som hode/hals VMAT, kontur gjennomgang og godkjenning kreves. Dette er vanligvis utføres av stråling onkolog.
<ol><li>Vent til pasientdata status å angi W (vent) kontrollsenteret; Det er nå klar for kontur gjennomgang.</li>
	<li>Klikk på den W ikon, eller Avkastning godkjenning (ROI: regionen steder). Merk at det åpnes arbeidsområdet Contouring gjennomgang og godkjenning . Merk: Konturer som finnes her avhenger av plantypen genereres (valgt rekkefølgen Plan).</li>
	<li>Se gjennom alle formet vev/mål. Hvis du vil redigere strukturer, Merk strukturen av interesse (nedtrekksliste), så klikk på ikonet skyve og redigere konturene på hver CT skive.</li>
	<li>Hvis nødvendig (f.eks for hode/nakke planer) manuelt avgrense brutto svulst volum (GTV) og positiv lymfeknuter. Dette velger strukturen av interesse (f.eksGTV) fra listen rullegardinmenyen, klikk på ikonet manuell avgrensning og trekke strukturen på hver CT skive.</li>
	<li>Opprette klinisk målvolumet (CTV1) (for hode/nakke tilfeller)<ol>
<li>For å utvide GTV og positiv lymfeknuter, klikk på GTV -> CTV.</li>
		<li>Å manuelt trekke CTV1, velg CTV1 fra listen av strukturer (nedtrekksliste), klikk på ikonet manuell avgrensning og trekke strukturen på hver CT skive.</li>
		<li>Se gjennom og redigere CTV1, etter behov.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Opprette planlegging mål volumer (PTVs).<ol>
<li>Klikk på CTV -> PTV. Gjennomgang.</li>
		<li>Rediger om nødvendig, men husk disse utvidelser står for mange usikkerheter i både konturer og pasient. For å redigere PTV, velger den riktige PTV fra listen rullegardinmenyen, klikk på ikonet skyve (eller en av de andre redigering ikonene),</li>
	</ol>
</li>
	<li>Godkjenne konturer.<ol>
<li>Gjennomgå alle konturer og klikk på Godkjenne avkastning. Når ROIs er godkjent, vil behandling planleggingsprosessen fortsette automatisk. Ta hensyn til eventuelle advarselsmeldinger og legge til notater, som nødvendig.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. strålebehandling Plan gjennomgang og godkjenning
<ol><li>Se behandlingen planen når det er klart for gjennomgang; Det ser ut som et Plan gjennomgang dokumentet (pdf-format) i Control Center. Merk: Planen kan ses i etapper (som kan kombineres, avhengig av tilgjengelige ansatte). Den riktige stadiet vises i bunnteksten på hver side.</li>
	<li>Utføre teknisk gjennomgang. Merk: Dette kan kombineres med fysikk anmeldelsen.<ol>
<li>Gjennom forsiden.<ol>
<li>Se gjennom og sikre at pasientens demografi, resept og planlegge detaljene er riktige.</li>
			<li>Kontroller at alle automatiske plan verifiseringen kontrollerer var vellykket.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Sjekk den merkede isocenter.<ol>
<li>Svare på spørsmål i skjemaet til å kontrollere at den merkede isocenter ble riktig identifisert. Sammenlign med biblioteket tilfeller, etter behov.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Utføre kroppen kontur gjennomgang.<ol>
<li>Svare på spørsmålene for å kontrollere at kroppen var riktig formet. Sammenlign med biblioteket tilfeller, etter behov.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Utføre feltet Aperture gjennomgang.<ol>
<li>Svare på spørsmål på skjemaet for å kontrollere at feltet åpningene er riktig.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Utføre Dose distribusjon gjennomgang.<ol>
<li>Svare på spørsmål i skjemaet etter passende dose beregning</li>
		</ol>
</li>
		<li>Klikk Tech. Godkjennfor å godkjenne eller avvise denne planen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Utføre lege gjennomgang.<ol>
<li>Avhengig av hvilken behandling, gjennom dose distribusjoner og feltet blenderåpninger.</li>
		<li>Endre godkjenningsstatusen for denne planen å godkjenne eller avvise, klikk på MD godkjenne.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Utføre fysikk gjennomgang.<ol>
<li>Gå gjennom planen ved hjelp av standard prosedyrer. Se følgende retningslinjer for supplerende sjekker.</li>
		<li>Gjennom lege gjennomgang og teknisk gjennomgang deler.</li>
		<li>Gå gjennom resultatene av uavhengige bekreftelsen QA: tabell fjerning, kroppen kontur sjekk, isocenter sjekk.</li>
		<li>Gå gjennom resultatene av uavhengige tilleggskontrollen kontrollene som gjelder for webområdet behandling - for eksempel blokk se etter 4-feltet livmorhalsen behandlinger.</li>
		<li>Gå gjennom resultatene av sammenligninger av parameterne feltet og plan med de fra pasienten befolkningen.</li>
		<li>Se gjennom rapporten dose bekreftelse.</li>
		<li>Se flere data. Flere data på slutten av dokumentet bør gjennomgås for konsistens - dette inkluderer den opprinnelige Plan for og CT godkjenning.</li>
		<li>Hvis du vil endre godkjenningsstatusen for denne planen å godkjenne eller avvise, klikk på Fysikk godkjenne.</li>
	</ol>
</li>
</ol>7. endelige planen overføring
<ol><li>Når planen er godkjent, kan du eksportere den. De neste trinnene er avhengig av lokal installasjon, post-og-kontroller programvare og behandling planlegging systemet. De er også avhengig av etikk protokoller og lokale klinisk arbeidsflyt. Følgende er fremgangsmåten er eksempler på fremgangsmåten.</li>
	<li>Overføre DICOM plan til lokale post-og-kontroller (R & V) system.</li>
	<li>Bruk en Programvareverktøyet for å sammenligne den opprinnelige planen med det i R & V-systemet (for å bekrefte riktig dataoverføring).</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>

Forfatterne ikke avsløre.

En protokoll som beskriver trinnene i å opprette en automatisert behandlingsplan ved hjelp av stråling planlegging Assistant (RPA)-systemet ble beskrevet. De avgjørende skrittene, fra brukerens synspunkt, er (1) CT godkjenning (2) Plan for godkjenning (3) kontur gjennomgang redigere for hode/nakke saker og (4) behandlingsplan gjennomgang. Rekkefølgen på de to første trinnene er utskiftbare. I stråling planlegging hjelperen nå automatisk oppretter strålebehandling planer for hode/hals (VMAT) og livmorhalskreft (4-feltet boks), og vi jobber i planer for breast cancer behandlinger. Det endelige målet er helautomatisk strålebehandling behandling planlegging for alle nettsteder/modaliteter, skape et verktøy som genererer trygg og effektiv strålebehandling behandling planer.
Dagens system har flere begrensninger. Først det kan ikke opprette treatment planer for alle behandling områder og tilnærminger, men vi forventer å kunne forbedre over tid, vi er et stykke unna full automatisering for alle behandling områder. Det er også en risiko for over avhengigheten av brukerne automatisering - dette er en risiko for at vi har forsøkt å redusere ved å inkludere mange uavhengig bekreftelse sjekker (figur 1). Det ble demonstrert at bruk av dokumentasjonen vår hensikt utviklet planen å sjekke treatment planer vil gjøre noen potensielle feil skal identifiseres av relativt uerfaren ansatte, men gjennomgang av stråling onkolog og plan sjekker av andre kvalifiserte personalet er viktig.
Vi forventer å forbedre RPA grensesnitt over tid, som svar på tilbakemeldinger. Den generelle arbeidsflyt og aktiviteter bør imidlertid være lik de som beskrevet i dette dokumentet. Dokumentet bør derfor fortsette å være nyttig. Ytterligere dokumentasjon vil også være tilgjengelig, som beskriver endringer, trening for planen sjekker, etc.
Det finnes eksisterende eksempler av automatisering av bestemte trinn av strålebehandling behandling planleggingen. Vi vet er dette den første systemet som hele arbeidsflyten er helautomatisk, krever nesten ingen inndata fra brukeren. Denne protokollen beskriver, fra brukerens synspunkt, viktige trinnene som trengs for å drive den stråling planlegging Assistant og generere en strålebehandling behandlingsplan.

Det internasjonale atomenergibyrået (IAEA) anbefaler 1 behandling planner per 300 pasienter strålebehandling klinikker, og 1 stråling fysikeren per 400 pasienter behandlet årlig1. I mange land kombineres disse rollene (behandling planner og fysiker). I andre land ta stråling terapi teknologer (ofte kalt radiographers) også på en behandling planlegging rolle. Lav og middels inntekt land (LMICs) har alvorlige underskudd i stråling onkologer, medisinsk fysikere og stråling terapi teknologer. 2020, er det anslått at vi trenger en ytterligere 12000 stråling onkologer og 10.000 medisinsk fysikere 29 000 teknologer. 2. disse estimatene er basert på data fra ulike datasett i public domain (e.g., IAEA), med bemanningen basert på anbefalinger fra European Society for strålebehandling & onkologi (ESTRO) og IAEA3. Må opplæring er enorm. For eksempel for medisinsk fysikere, de fleste retningslinjene anbefaler en 2 til 3 år internship eller bosted, ofte etter ferdigstillelse av medisinsk fysikk oppgradere skolen4,5,6. Dette 4-årig satsing betyr at 40 000 årsverk trening er nødvendig bare for å løse globale mangel på medisinsk fysikere alene.
Automatisering av behandlingsplanlegging kan redusere noen av disse bemanning mangler, spesielt medisinsk fysikere og planleggingsstab. Automatisk planlegging kan redusere tiden stråling onkologer bruker på behandling planlegging3 og absolutt har viktige roller i tegning stråling behandling strålen blenderåpninger. Dette verket beskriver driften av en helautomatisk behandling planlegging system, den stråling planlegging Assistant (RPA), utviklet under et prosjekt finansiert av National Cancer Institute til slutt forbedre tilgang til høykvalitets strålebehandling over hele verden 7.
Figur 1 viser en oversikt over automatisert behandling planleggingsprosessen implementert i RPA. Behandling planleggingsoppgaver utføres ved hjelp av enten funksjoner i behandlingen planlegging systemet (se Tabellen for materiale for planleggingssystemet brukt), kontrollert ved hjelp av programmeringsgrensesnittet (API), eller bruker internt utviklet funksjoner. En viktig del av RPA er uavhengig verifikasjon av alle aktiviteter som er automatisert8. Dette oppnås med en andre, ulike algoritmer/funksjoner. Resultatene av de primære algoritmene, som brukes for behandlingen planen, sammenlignet med resultatene av sekundær algoritmen, og flagget hvis forskjellen er større enn en forhåndsbestemte kriterier9. Behandling planer som passerer uavhengig regningene og ytterligere manuell sjekker av lokalt ansatte er klar til å brukes for pasient behandling. Utgang dokumentasjon av RPA er spesielt utformet til å strømlinjeforme Manuell sjekk prosessen.
Arbeidsflyten av RPA fra brukerens synspunkt er vist i figur 2. Innganger til systemet er en godkjent plan ordre og et godkjent CT-bilde. Stråling onkolog oppretter og godkjenner plan for ordren som inneholder grunnleggende pasientinformasjon og detaljer om forventet planen (resept behandling type, osv.). CT bilde settet må også godkjennes (av CT-teknikeren). Dette er å sikre at planen beregnes på riktig CT bildet. Dette er viktig, for eksempel når flere CT bilde sett er tatt av en enkelt pasient. Når RPA får pålegg godkjente plan og en godkjent CT bilde sett, behandlingen planen genereres automatisk. I noen tilfeller, som når du oppretter 4-felt livmorhalskreft behandlinger, følgende er helautomatisk, og ingen ytterligere brukermedvirkning er nødvendig før er behandlingen planen klar. I andre tilfeller, for eksempel oppretting av hode/hals VMAT behandling planer, tilsyn halvveis gjennom den automatiserte prosessen. For hode/nakke planer kreves stråling onkolog gjennomgang/Rediger automatisk generert konturer. De må også avgrense brutto svulst volumet (GTV). I denne situasjonen etter mottak godkjent plan-bestillinger og CTs, utfører RPA noen innledende kontur oppgaver, inkludert kontur normalt vev og noen mål. Stråling onkolog deretter Kritikken og godkjenner konturene, og RPA fortsetter med gjenværende behandlingen planleggingsoppgaver. Dagens system har blitt testet med 6 MV og 18 MV X-ray bjelker for hode/hals og cervix behandling planer, henholdsvis, både med sammenslåing filter. Når behandlingen planen er fullført, opprettes et dokument for gjennomgang og godkjenning av aktuelle kliniske personalet, f.eks fysikere og stråling onkologer. Noen av disse oppgavene kan delegeres til andre ansatte.
Moderne behandling planlegging systemer allerede tilby noen automatiserte planleggingsprosessen. RPA integrerer disse, når mulig, tilbyr en fullstendig automatisert planleggingsprosess, slik at brukeren kan generere treatment planer uten å måtte åpne en komplisert behandling planlegging systemgrensesnitt. Dette manuskriptet beskrevet protokollen for RPA, og deretter presenterer enkelte eksempel resultater for ut av behandling planleggingsprosessen.

<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

Den stråling planlegging Assistant (RPA) er et system utviklet for helautomatisk etableringen av strålebehandling behandling planer, inkludert volum-modulert bue terapi (VMAT) planer for pasienter med hode/hals kreft og 4-felt planer for pasienter med livmorhalskreft. Det er en kombinasjon av spesialutviklede Husets programvare som bruker programmeringsgrensesnitt til å kommunisere med en kommersiell strålebehandling planlegging systemet. Det også grensesnitt med en kommersiell sekundære dose bekreftelse programvare. Nødvendige kontakter til systemet er en behandling Plan, godkjent av stråling onkolog, og en simulering beregnet tomografi (CT) bilde, godkjent av radiographer. RPA genererer deretter en fullstendig strålebehandling behandlingsplan. For livmorhalskreft behandling planer er uten ytterligere brukermedvirkning nødvendig før planen er fullført. Hode/nakke behandling planer, etter den normalt vev og noen av målet strukturer er automatisk avgrenset på CT bildet, må stråling onkolog se konturene, endringene om nødvendig. De også avgrense brutto svulst volumet. RPA deretter fullfører behandlingen planprosessen, lage en plan for VMAT. Endelig må fullført planen revideres av kvalifiserte kliniske personalet.

Eksempel behandling Plan ordre opprettet for et hode/nakke tilfeller vises i Figur 3. Figur 4 viser dose fordelingen for en automatisk generert VMAT plan for en pasient med en base av tungen squamous celle carcinoma7,10. En gjennomgang av en møtende stråling onkolog bekreftet at denne planen var akseptabelt for behandling. Hode/hals VMAT planene ta gjennomsnittlig 46 minutter for en 2-arc plan, og vi forventer å få dette til mindre enn 30 minutter med en raskere dose beregning algoritme og en distribuert arkitektur for automatisert kontur trinn.
Figur 5 viser automatisk generert feltet åpninger for en 4-felt behandling for en pasient med livmorhalskreft. Anmelde av en erfaren stråling onkolog bekreftet klinisk hensiktsmessigheten av 90-96% av disse feltene7,11. Disse planer tok i gjennomsnitt 21 minutter.
Når behandlingen planen er klar, opprettes dokumentasjon automatisk for gjennomgang av stråling onkologer, teknisk personale, medisinsk fysikere og radiographers. Vi har designet en illustrert prosedyre som fører brukeren gjennom sjekker merket isocenter og kroppen kontur identifikasjon, konsistensen av pasienten orientering/laterality/behandling område, feltet blenderåpninger (for en 4-feltet for eksempel) og tilstedeværelsen av bilde eller dose beregning gjenstander12. Hvert trinn i prosedyren har enkle instruksjoner og biblioteket eksempler som brukeren kan se. Et eksempel på instruksjonene er vist i figur 6.
Selv om behovet for fysikk og stråling onkolog gjennomgang er veldokumentert, har rollen til flere ansatte ikke blitt evaluert. Vi vurdert dette ved å opprette plan dokumenter for 16 livmorhalskreft pasienter, 12 som inkludert forsettlig feil: feil isocenter (3 tilfeller), feil kroppsfiguren (3 tilfeller), feil CT sofaen fjerning (1 sak), feil feltet blenderåpninger (5 tilfeller) feil dose beregning (1 sak), og riktig antall felt (1 sak). Disse planene ble gjennomgått av 4 frivillige med minimal erfaring i strålebehandling og ingen erfaring i å sjekke planer. Den endelige versjonen av planen krevde ~ 30 minutter med trening. Gjennomsnittlig sjekker plan nødvendige 8 minutter per plan. Testere kunne finne alle feilene i kroppens konturer, isocenter (basert på fiducial markører) og dose beregning gjenstander. De klarte ikke å identifisere pålitelig lille (men klinisk viktige) feil i feltet åpningene. De var også ikke kunne identifisere at hadde bare 3 felt i stedet for 4 - et eksempel på en uventede feil som ikke undersøkes med et bestemt sjekk-listeelement. Oppsummert indikerer disse resultatene at innledende kontroll av noen viktige funksjoner av strålebehandling planer opprettet av automatiserte prosesser kan tilordnes til ansatte med begrenset strålebehandling opplevelsen, slik at eventuelle behov for hjelp identifiseres før lege gjennomgang. Disse ansatte finner ikke, men alle feil og tilleggskontroller av kvalifisert personell (stråling onkologer og fysikere) er fortsatt en viktig del av strålebehandling planlegging arbeidsflyt.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig1.jpg"> Figur 1 . Skjematisk av automatiserte behandling planleggingsprosessen. Menneskelig ikonene Vis poeng i arbeidsflyten er nødvendig. Alle andre tiltak er automatisert. Hvert automatiserte trinn i planprosessen har en primær algoritmen, som brukes til å opprette den faktiske planen, og en sekundær algoritme som brukes til å bekrefte et resultat av den primære algoritmen. Hvis noen av sjekkene bekreftelse mislykkes (dvs faller utenfor et forhåndsbestemt vilkår), eller hvis den stråling onkolog ikke godkjenner planen, deretter en manuell planlegging prosessen blir nødvendig. Ekstra kvalitet prosedyrer som er viktige for behandlingen planprosessen, spesielt rutine sjekker av en kvalifisert medisinsk fysiker, vises ikke her. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57411/57411fig1large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig2.jpg"> Figur 2 . Skjematisk av RPA fra brukerens synspunkt. Stråling onkolog er ansvarlig for å fullføre og godkjenne lege planlegger ordren. Etter å ha tatt simulering bildet av pasienten, er dette godkjent av radiographer eller andre aktuelle ansatte stede. RPA deretter automatisk starter og oppretter strålebehandling behandlingen planen. Målet med dette arbeidet er å opprette hver strålebehandling plan, inkludert dokumentasjon, innen 30 minutter. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57411/57411fig2large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig3.jpg"> Figur 3 Et eksempel behandling Plan rekkefølgen for hode/hals VMAT plan. Planlegge ordren viser pasienten identifikatorene (navn, MRN, osv.), noen generelle opplysninger om pasienten og noen behandling bestemt informasjon. Dette inkluderer dose resept, målet dekning og normalt vev begrensninger.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig4.jpg"> Figur 4 . Et eksempel genereres automatisk hode/hals VMAT plan. De skyggelagte områdene show planlegging mål volumene - rød, blå og gul svarer til PTV1 PTV2 og PTV3, henholdsvis. Linjene viser isodose distribusjon av automatisk genererte planen.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig5.jpg"> Figur 5 . Et eksempel på automatisk genererte åpninger for en 4-felt livmorhalskreft behandling. AP, PA, forlot laterale og høyre lateral felt vises.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig6v2.jpg"> Figur 6 . Eksempel på illustrert instruksjonene designet for å hjelpe diagram anmelde for strålebehandling planer automatisk generert ved hjelp av RPA. Denne eksempelsiden er for gjennomgang av automatisk genererte kroppsfiguren. Det inkluderer resultatene av primære algoritmen, noen spørsmål for brukeren, og et bibliotek tilfelle for brukeren å gå gjennom

Watch this Scientific Journal Video about Radiation Planning Assistant - A Streamlined, Fully Automated Radiotherapy Treatment Planning System at JoVE.com

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

Strålebehandling er en svært komplisert kreftbehandling som krever flere spesialister for å opprette en behandlingsplan og gi kvalitetssikring (QA) før levering til en pasient. Denne protokollen beskriver bruken av en helautomatisk system, den stråling planlegging Assistant (RPA), opprette høy kvalitet stråling behandling planer.

Stråling planlegging assistent - en strømlinjeformet, helautomatisk strålebehandling behandling planlegging System

The Radiation Planning Assistant (RPA) is a system developed for the fully automated creation of radiotherapy treatment plans, including volume-modulated ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Stem Cell Transplantation Strategies for the Restoration of Cognitive Dysfunction Caused by Cranial Radiotherapy

Radiotherapy often provides the only clinical recourse for those afflicted with primary or metastatic brain tumors. While beneficial, cranial irradiation ...

Quantifying Cognitive Decrements Caused by Cranial Radiotherapy

With the exception of survival, cognitive impairment stemming from the clinical management of cancer is a major factor dictating therapeutic outcome. For ...

Combination Radiotherapy in an Orthotopic Mouse Brain Tumor Model

Kombinasjon Strålebehandling i en Orthotopic Mouse Brain Tumor Model

Glioblastoma multiforme (GBM) are the most common and aggressive adult primary brain tumors1. In recent years there has been substantial progress in the ...

A Pipeline for 3D Multimodality Image Integration and Computer-assisted Planning in Epilepsy Surgery

En rørledning for 3D Multimodalitet Bilde Integrerings- og Datamaskinassistert planlegging i Epilepsi Surgery

Epilepsy surgery is challenging and the use of 3D multimodality image integration (3DMMI) to aid presurgical planning is well-established. Multimodality ...

Treatment of Liver Metastases Using an Internal Target Volume Method for Stereotactic Body Radiotherapy

Behandling av leveren metastaser bruker en intern målet kvantum metode for Stereotactic kroppen strålebehandling

The prognosis of patients with metastatic cancers has improved in the past decades due to effective chemotherapy and oligometastatic surgery. For ...

Targeted and Selective Treatment of Pluripotent Stem Cell-derived Teratomas Using External Beam Radiation in a Small-animal Model

Målrettet og selektiv behandling av Pluripotent Stamcelle-avledet Teratomas bruke ekstern stråle stråling i en liten-dyr modell

The growing number of victims of &#34;stem cell tourism,&#34; the unregulated transplantation of stem cells worldwide, has raised concerns about the ...

Lung Fixation under Constant Pressure for Evaluation of Emphysema in Mice

Lung fiksering under konstant trykk for evaluering av emfysem i mus

Emphysema is a significant feature of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Studies involving an emphysematous mouse model require optimal lung ...

Treatment of Facial Deformities using 3D Planning and Printing of Patient-Specific Implants

Behandling av ansiktsdeformiteter ved hjelp av 3D-planlegging og utskrift av pasientspesifikke implantater

Technological advancements in surgical planning and patient-specific implants are constantly evolving. One can either adopt the technology to achieve ...

Development and Evaluation of 3D-Printed Cardiovascular Phantoms for Interventional Planning and Training

Utvikling og evaluering av 3D-trykte kardiovaskulære fantomer for intervensjonsplanlegging og opplæring

Catheter-based interventions are standard treatment options for cardiovascular pathologies. Therefore, patient-specific models could help training ...

Guided Endodontics: Three-Dimensional Planning and Template-Aided Preparation of Endodontic Access Cavities

Veiledet endodonti: Tredimensjonal planlegging og malstøttet forberedelse av endodontiske tilgangshulrom

Pulp canal obliterations (PCO) are often a consequence of dental trauma, such as luxation injuries. Even though dentin apposition is a sign of vital pulp, ...