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

Este trabajo fue financiado por el Instituto Nacional del cáncer, con apoyo adicional por Varian Medical Systems y sistemas médicos de Mobius. Nuestro sistema actual utiliza Eclipse para funciones de planificación de tratamiento y Mobius 3D para la verificación del cálculo de dosis.

Todo paciente evaluar el EPR se utilizaron datos retrospectivo, con la aprobación de la Universidad de Texas MD Anderson Junta de revisión institucional.
1. monitoreo del progreso de planificación
<ol><li>Abrir la radiación planificación Asistente Control centro de espacio de trabajo y sesión.</li>
	<li>Para ver todos los datos de pacientes que está actualmente activos, haga clic en Todos los pacientes.</li>
	<li>Para un paciente por su número de registro médico (MRN), haga clic en Seleccionar paciente.</li>
	<li>Para ver el estado del plan para cualquier paciente que tiene un CT aprobado o aprobado Plan de orden (o ambos), busque en la sección Plan de RPA . Se resumen las opciones de estado inmediatamente por encima de esta sección y en la sección de mensaje .</li>
	<li>Para revisar los detalles de cualquier plan terminado, haga clic en el paciente (en la sección RPA). Detalles de su plan de orden y CT pueden verse también en las secciones Plan de orden y Aprobación de CT .<ol>
<li>Para aprobar un plan terminado, haga clic en aprobar. Hay ciertos niveles de aprobación (médico, físico y técnico) que se pueden establecer para cada institución.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Para revisar el historial de la tarea de la RPA, haga clic en registro.</li>
	<li>Para revisar los datos de cualquier orden de plan (incluyendo los que aún no han sido aprobadas), haga clic en un paciente en la sección de Plan de orden .</li>
	<li>Para revisar los datos de cualquier imagen de CT conjunto (incluyendo los que aún no han sido aprobadas), haga clic en un paciente en la sección Aprobación de CT .</li>
</ol>2. aprobación de orden del plan
Nota: Se requiere aprobación de orden de Plan (típicamente por el oncólogo de radiación) antes de que el EPR crea un plan de tratamiento.
<ol><li>Abrir el espacio de trabajo de Plan de orden . Utilice el icono independiente, o hacerlo desde el espacio de trabajo del Centro de Control de asistente de planificación de la radiación .</li>
	<li>Crear un nuevo orden de plan como sigue.<ol>
<li>Haga clic en nuevo.</li>
		<li>Completar la sección 1 - datos demográficos; Esta sección es siempre la misma.<ol>
<li>Introduzca el número de expediente médico y nombre del paciente.</li>
			<li>Seleccione el sitio de tratamiento apropiado. Elegir entre la cabeza y el cuello, cuello uterino, mama y otros. Nota: Esta lista aumentará como nuestro progreso de los esfuerzos de desarrollo. Esta selección cambia las opciones que se ofrecen en la sección 3, a continuación.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Llene la sección 2 - tratamiento General; Esta sección es siempre la misma.<ol>
<li>Completa las preguntas sobre la condición de sexo, embarazo, irradiación previa, marcapasos y otros implantes.</li>
			<li>Completa la pregunta sobre Autostart o técnico. Nota: Seleccionar autostart resultará en la RPA automáticamente a partir del proceso de planificación cuando hay un pedido de Plan aprobado y una imagen de CT aprobada. Técnico de selección requiere un técnico iniciar el proceso de planificación automático. Esto se puede hacer en el espacio de trabajo del centro de Control.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Completar la sección 3 - tratamiento específico. Nota: Este ejemplo es para tratamientos de cabeza y cuello.<ol>
<li>Seleccione el sitio primario de cabeza y el cuello y la participación de ganglios linfáticos positivos, seleccionando el botón de radio adecuado; las secciones siguientes se seleccionan automáticamente basado en estas elecciones.</li>
			<li>Confirmar o cambiar las secciones cervical del cuello y ganglios linfáticos retrofaríngeos cobertura, seleccionando el botón de radio adecuado. Luego seleccione el botón correspondiente para indicar si corresponden a CTV1 o CTV2 (CTV: volumen blanco clínico).</li>
			<li>Seleccione la máquina de tratamiento y técnica de tratamiento.</li>
			<li>Seleccionar el enfoque de tratamiento haciendo clic en el botón de radio adecuado (este ejemplo es para tratamientos VMAT).<ol>
<li>Confirmar o cambiar la prescripción de tratamiento. Para cambiar la prescripción, introduzca las dosis fracción requerida en los cuadros de texto.</li>
				<li>Confirmar la adecuación de las restricciones de dosis de tejido normal.</li>
			</ol>
</li>
		</ol>
</li>
		<li>Guardar la orden de Plan; se generará un pdf de la orden del plan.</li>
		<li>Revisar el orden del plan final.<ol>
<li>Si la orden de plan final es correcta, haga clic en aprobar.</li>
			<li>Si la orden final de Plan es incorrecta, haga clic en Editar y realizar cambios según sea necesario.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>Cerrar el espacio de trabajo de Plan de orden .</li>
</ol>3. CT imagen aprobación
Nota: Se requiere aprobación de CT antes de que el EPR crea un plan de tratamiento.
<ol><li>Abrir el espacio de trabajo de Aprobación de CT . Nota: Esto puede hacerse desde el icono independiente, o desde el espacio de trabajo del Centro de Control de asistente de planificación de la radiación .</li>
	<li>Haga clic en la exploración del CT es aprobado. Nota: Si la exploración del CT no aparece, no ha recibido por el EPR.</li>
	<li>Revisar los cortes CT centrados en el isocentro.<ol>
<li>Haga clic en Carga todo para revisar todas las imágenes de CT.</li>
		<li>Localización del isocentro de revisión y calidad de imagen de CT.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Imágenes de la CT, número de rebanadas, orientación y datos es correcto, haga clic en aprobar.</li>
</ol>4. iniciar la planificación del tratamiento automático
Nota: Este paso sólo es necesario si Autoplan iniciar (en el orden del plan) es técnico.
<ol><li>Seleccione el paciente correcto: Plan orden/CT en el espacio de trabajo del Centro de Control y haga clic en Añadir Plan RPA.</li>
</ol>5. revisión y aprobación de contorno
Nota: Para algunos tratamientos, como la cabeza y el cuello VMAT, revisión y aprobación de contorno es necesario. Esto se realiza generalmente por el radioncólogo.
<ol><li>Espere a que el estado de datos del paciente indicar W (esperar) en el centro de control; ahora está listo para revisión de contorno.</li>
	<li>Haga clic en la W icono, o en Aprobación de ROI (retorno de la inversión: región de interés). Tenga en cuenta que se abrirá el espacio de trabajo que contornea la revisión y aprobación . Nota: Los contornos que están disponibles dependen del tipo de plan para generar (seleccionado en el orden del Plan).</li>
	<li>Revisión de objetivos de tejidos todo contorneadas. Para modificar las estructuras, primero seleccione la estructura de interés (lista desplegable), luego haga clic en el icono de empujar y editar el contorno de cada rebanada CT.</li>
	<li>Si es necesario (por ejemplo, para los planes de cabeza y cuello), delinear manualmente el volumen bruto del Tumor (GTV) y ganglios linfáticos positivos. Para ello, seleccione la estructura de interés (e.g., GTV) de la lista desplegable, haga clic en el icono de delineación manual y dibujar la estructura en cada rebanada CT.</li>
	<li>Crear volumen blanco clínico (CTV1) (para los casos de cabeza y cuello)<ol>
<li>Para expandir el GTV y ganglios linfáticos positivos, haga clic en GTV -> CTV.</li>
		<li>Para dibujar manualmente CTV1, seleccione CTV1 de la lista de estructuras (lista desplegable), haga clic en el icono de delineación manual y dibujar la estructura en cada rebanada CT.</li>
		<li>Revisar y editar CTV1, según sea necesario.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Crear la planificación de los volúmenes de destino (PTVs).<ol>
<li>Haga clic en CTV -> PTV. Revisión.</li>
		<li>Editar si es necesario, pero recuerde que estas expansiones son responsables de las numerosas incertidumbres en tanto configuración de contorno y paciente. Para editar el PTV, seleccione el PTV apropiado de la lista desplegable, haga clic en el icono de empujar (o uno de los otros iconos de edición),</li>
	</ol>
</li>
	<li>Aprobar los contornos.<ol>
<li>Revisar todos los contornos, haga clic en Aprobar ROI. Una vez aprobadas las ROIs, el proceso de planificación de tratamiento se procederá automáticamente. Preste atención a ningún mensaje de advertencia y añadir notas explicativas, según sea necesario.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. aprobación y revisión del Plan de radioterapia
<ol><li>Revisar el plan de tratamiento cuando esté listo para la revisión; aparece como un Plan de documento (formato pdf) en el Centro de Control. Nota: El plan puede ser revisado en etapas (que se pueden combinar, dependiendo del personal disponible). La etapa de revisión apropiado se muestra en el pie de cada página.</li>
	<li>Realizar la revisión técnica. Nota: Puede combinarse con la revisión física.<ol>
<li>Revisión de la Página principal.<ol>
<li>Revisar y garantizar los datos demográficos de paciente, prescripción y plan de datos apropiados.</li>
			<li>Compruebe que todos los controles de verificación automática plan tuvieron éxito.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Compruebe el isocentro marcada.<ol>
<li>Responder a las preguntas en el formulario para comprobar que el isocentro marcada fue correctamente identificado. Comparar con los casos de la biblioteca, según sea necesario.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Realizar revisión contorno corporal.<ol>
<li>Responder a las preguntas para comprobar que el cuerpo fue correctamente contorneado. Comparar con los casos de la biblioteca, según sea necesario.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Realizar revisión de apertura de campo.<ol>
<li>Responder a las preguntas en el formulario para comprobar que las aberturas de campo son apropiadas.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Realizar revisión de la distribución de dosis.<ol>
<li>Responder a las preguntas del formulario para verificar que el cálculo de la dosis apropiada</li>
		</ol>
</li>
		<li>A aprobar o rechazar este plan, haga clic en Aprobar la tecnología.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Realizar el examen médico.<ol>
<li>Dependiendo del tipo de tratamiento, revisión de la distribución de dosis y aperturas del campo.</li>
		<li>Para cambiar el estado de aprobación de este plan para aprobar o rechazar, haga clic en Aprobar MD.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Realizar la revisión física.<ol>
<li>Revisar el plan usando procedimientos estándar. Ver las siguientes pautas para controles suplementarios.</li>
		<li>Revise las secciones de revisión técnica y revisión del médico .</li>
		<li>Revisar los resultados de la verificación independiente QA: mesa retiro, cheque contorno corporal, verificación de isocentro.</li>
		<li>Revisar los resultados de controles de verificación independientes adicionales que son específicos al sitio de tratamiento - por ejemplo, la comprobación de bloque para tratamientos de cuello uterino 4-campo.</li>
		<li>Revisar los resultados de las comparaciones de los parámetros de campo y plan con los de la población de pacientes.</li>
		<li>Revisar el informe de verificación de dosis.</li>
		<li>Revisión de datos adicionales. Datos adicionales al final del documento se deben revisar para coherencia - esto incluye la original Plan de orden y aprobación de CT.</li>
		<li>Para cambiar el estado de aprobación de este plan para aprobar o rechazar, haga clic en Aprobar física.</li>
	</ol>
</li>
</ol>7. final Plan transferencia
<ol><li>Una vez aprobado el plan, exportar. Los pasos siguientes dependen de la configuración local, registro y verificar software y sistema de planificación de tratamiento. También son dependientes de los protocolos de ética y flujo de trabajo clínico local. Los siguientes son pasos son ejemplos de medidas apropiadas.</li>
	<li>Plan de transferencia DICOM sistema local de registro y verificar (R & V).</li>
	<li>Utilizar una herramienta de software para comparar el plan original con el en el sistema R & V (para verificar la transferencia de datos correcto).</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>

Los autores no tienen nada que revelar.

Se describió un protocolo delineando los pasos en la creación de un plan de tratamiento automatizado con el sistema de radiación planificación asistente (RPA). Los pasos cruciales, desde el punto de vista de un usuario, son (1) CT aprobación de (2) Plan de orden aprobación (3) contorno revisión y edición para casos de cabeza y cuello y la revisión de Plan de tratamiento (4). El orden de los dos primeros pasos es intercambiable. El Asistente de planeamiento de radiación actualmente automáticamente crea planes de radioterapia de cabeza y cuello (VMAT) y cáncer de cuello uterino (cuadro 4-campo), y actualmente estamos trabajando en planes para tratamientos contra el cáncer de mama. El objetivo final es automatizar completamente el tratamiento de radioterapia para todos sitios/modalidades, creando una herramienta que genera planes de tratamiento de radioterapia seguro y eficaz.
El sistema actual tiene varias limitaciones. En primer lugar, no puede crear planes de tratamiento para todos los sitios de tratamiento y enfoques, aunque esperamos que su capacidad para mejorar con el tiempo, son alguna forma de automatización total para todos los sitios de tratamiento. También hay un riesgo de dependencia de los usuarios de automatización - este es un riesgo que hemos intentado mitigar mediante la inclusión de muchos controles de verificación independiente (figura 1). Se demostró que el uso de nuestra documentación de plan desarrollado a propósito para verificar los planes de tratamiento permitirá a algunos posibles errores identificados por personal relativamente inexperto, pero el informe por el oncólogo de radiación, y plan de comprobaciones por otros calificados personal es importante.
Esperamos mejorar las interfaces de EPR con el tiempo, en respuesta a comentarios de los usuarios. El flujo de trabajo general y las tareas deben, sin embargo, siguen siendo similares a las descritas en este documento. Este documento debe, por lo tanto, seguir siendo útiles. Documentación adicional también estará disponible, describiendo las modificaciones, capacitación para el plan control, etcetera.
Hay ejemplos de automatización de pasos específicos de la planificación del tratamiento de radioterapia. A nuestro conocimiento éste es el primer sistema para que el flujo de trabajo está totalmente automatizado, que requiere casi ninguna entrada del usuario. Este protocolo describe, desde la perspectiva del usuario, los pasos importantes necesarios para utilizar el Asistente para planificación de la radiación y generar un plan de tratamiento de radioterapia.

En las clínicas de radioterapia, la Agencia Internacional de energía atómica (OIEA) recomienda 1 planificador de tratamiento por 300 pacientes, y 1 físico de radiación por 400 pacientes tratados anualmente1. En muchos países, se combinan estas funciones (planificador de tratamiento y físico). En otros países, los tecnólogos de la terapia de radiación (a menudo llamados operadores) también asumen un rol de planificación de tratamiento. Países de bajos y medianos ingresos (PBMI) tienen graves déficits en radioncólogos, físicos médicos y técnicos de la terapia de radiación. 2020, se estima que vamos a necesitar un adicional oncólogos 12.000, 10.000 físicos médicos y 29.000 tecnólogos. 2. estas estimaciones se basan en datos de diversos conjuntos de datos en el dominio público (e.g., OIEA), con personal basado en las recomendaciones de la sociedad europea de radioterapia y Oncología (ESTRO) y OIEA3. Las necesidades de formación son inmensas. Por ejemplo, para físicos médicos, la mayoría guías recomiendan una 2 a 3 año de internado o residencia, a menudo después de que terminación de física médica graduado escolar4,5,6. Este compromiso de 4 años significa que se necesita 40.000 años-hombre de formación sólo para tratar la insuficiencia global de físicos médicos solamente.
Automatización de la planificación del tratamiento podría reducir algunas de estas deficiencias de dotación de personal, físicos particularmente médicos y personal del planeamiento. Planificación automatizada podría reducir el tiempo de que oncólogos gastan en tratamiento de planificación3 y sin duda tienen un papel importante en la elaboración de aperturas de haz de tratamiento de radiación. Este trabajo describe el funcionamiento de un tratamiento totalmente automatizado sistema, la radiación planificación asistente (RPA), desarrollado bajo un proyecto financiado por el Instituto Nacional del cáncer, en definitiva, mejorar el acceso a la radioterapia de alta calidad en todo el mundo 7.
La figura 1 muestra un resumen del tratamiento automatizado proceso implementado en la RPA de planificación. El tratamiento se llevan a cabo las tareas de planificación utilizando cualquiera de los dos funciones en el sistema de planificación de tratamiento (véase la Tabla de materiales para el sistema de planificación), controlada mediante la interfaz de programación de aplicaciones (API), o usando internamente desarrollado funciones. Un componente clave de la RPA es la verificación independiente de todas las tareas que han sido automatizadas de8. Esto se logra mediante un conjunto de segunda, diferentes de algoritmos y funciones. Los resultados de los algoritmos de primarios, que se utilizan para el plan de tratamiento, en comparación con los resultados del secundario algoritmo y marcados si la diferencia es más grande que un determinado criterio9. Los planes de tratamiento que pase que los controles independientes y más manual controles por personal local están listos para ser utilizado para el tratamiento de los pacientes. La documentación de salida de la RPA se ha diseñado específicamente para optimizar el proceso de verificación manual.
El flujo de trabajo del sistema RPA desde el punto de vista de los usuarios se muestra en la figura 2. Las entradas al sistema son un orden de plan aprobado y una imagen de CT aprobada. El oncólogo de radiación crea y aprueba el orden del plan que contiene información básica para el paciente y los detalles sobre el plan previsto (receta, tipo de tratamiento, etcetera). El conjunto de imagen de CT también debe ser aprobado (por el técnico de CT). Esto es para asegurar que el plan se calcula en la correcta imagen de CT. Esto es importante, por ejemplo, cuando se toman varios conjuntos de imagen de TC de un solo paciente. Una vez la RPA recibe un pedido de plan aprobado y un CT aprobado imagen sistema, se genera automáticamente el plan de tratamiento. En algunos casos, como al crear cuadro de campo de 4 tratamientos para el cáncer cervical, los siguientes pasos están totalmente automatizados e intervención del usuario adicional no es necesaria hasta el plan de tratamiento está listo. En otros casos, como la creación de planes de tratamiento de cabeza y cuello VMAT, intervención es necesaria a medio camino a través del proceso de tratamiento automatizado. Para los planes de la cabeza y el cuello, el oncólogo de radiación es necesario para revisión/edición generada automáticamente contornos. También es necesario delinear el volumen bruto del tumor (GTV). En esta situación, después de recibir aprobado plan órdenes y CTs, el EPR realiza algunas iniciales que contornea las tareas, incluyendo contorno de los tejidos normales y algunos objetivos. El radioncólogo luego revisa y aprueba los contornos y el EPR continúa con el tratamiento restante planificación de tareas. El actual sistema ha sido probado con 6 MV y 18 MV radiografía vigas para planes de tratamiento de cabeza y cuello y el cuello uterino, respectivamente, ambos con aplanar filtran. Una vez finalizado el plan de tratamiento, se crea un documento para su revisión y aprobación por el personal clínico apropiado, por ejemplo, físicos y oncólogos de radiación. Algunas de estas tareas se pueden delegar a otros miembros del personal.
Tratamiento moderno de los sistemas de planificación ya ofrecen algunos automatizado los procesos de planificación. El EPR integra, en la medida de lo posible, ofreciendo un completo automatizado proceso de planificación tal que el usuario puede generar planes de tratamiento sin necesidad de abrir un tratamiento complicado interfaz del sistema de planificación. Este manuscrito describe el protocolo para el EPR y luego presenta algunos resultados de ejemplo para la salida del proceso de planificación de tratamiento.

<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

El Asistente de planificación de la radiación (EPR) es un sistema desarrollado para la creación completamente automatizada de planes de tratamiento de radioterapia, incluyendo planes de terapia (VMAT) arco volumen modulado para pacientes con cáncer de cabeza y cuello y planes cuadro 4-campo para los pacientes con cáncer de cuello uterino. Es una combinación de software interno especialmente desarrollado que utiliza una interfaz de programación de aplicación para comunicarse con un tratamiento de radioterapia comercial sistema de planificación. También interfaces con un software de verificación de dosis secundaria comercial. Los insumos necesarios para el sistema son un orden de Plan de tratamiento, aprobado por el oncólogo radioterapeuta, y una simulación computarizada de imagen tomografía (CT), aprobado por el radiólogo. El EPR entonces genera un plan de tratamiento completo de radioterapia. Para los planes de tratamiento de cáncer de cuello uterino, intervención del usuario adicional no es necesaria hasta que se complete el plan. Para planes de tratamiento de cabeza y cuello, después de que el tejido normal y algunas de las estructuras de destino automáticamente se delinean en la imagen de CT, el oncólogo radioterapeuta debe revisar los contornos, realizar modificaciones si es necesario. Ellos también delinean el volumen bruto del tumor. El EPR entonces completa el tratamiento en el proceso de planificación, la creación de un plan VMAT. Por último, debe revisarse el plan completado por personal clínico cualificado.

En la figura 3se muestra un ejemplo orden Plan de tratamiento para un caso de la cabeza y el cuello. La figura 4 muestra la distribución de dosis para un plan VMAT generado automáticamente para un paciente con una base de lengua de células escamosas7,10. Una revisión por un oncólogo de radiación asistir confirmó que este plan era aceptable para el tratamiento. En promedio los planes de cabeza y cuello VMAT 46 minutos para un plan 2-arco, y esperamos lograrlo a menos de 30 minutos con un algoritmo rápido de cálculo de dosis y una arquitectura distribuida para el contorneado automático paso.
La figura 5 muestra aperturas de campo generado automáticamente para un tratamiento de cuadro 4-campo para un paciente con cáncer de cuello uterino. Revisión por un oncólogo de radiación experiencia confirmó la pertinencia clínica de 90-96% de estos campos7,11. En promedio, estos planes tuvo 21 minutos.
Una vez que el plan de tratamiento, documentación se crea automáticamente para su revisión por oncólogos radioterápicos, técnicos, físicos médicos y técnicos. Hemos diseñado un procedimiento ilustrado que lleva al usuario a través de cheques de isocentro marcado e identificación de contorno de cuerpo, consistencia de sitio de tratamiento de orientación de lateralidad del paciente, aperturas de campo (para un ejemplo del cuadro 4-campo) y presencia de imagen o dosis cálculo artefactos12. Cada paso del procedimiento tiene instrucciones sencillas y ejemplos de la biblioteca para que el usuario puede consultar. En la figura 6se muestra un ejemplo de las instrucciones.
Aunque la necesidad de revisión de oncólogo de radiación y física está bien documentada, no ha sido evaluado el papel de personal adicional. Determinamos esto mediante la creación de documentos de 16 pacientes de cáncer de cuello uterino, 12 de los cuales incluyeron errores intencionales: isocentro incorrecta (3 casos), contorno del cuerpo incorrecta (3 casos), incorrecta eliminación de sofá CT (1 caso), aberturas de campo incorrecto (5 casos), cálculo de dosis incorrecta (1 caso) y número incorrecto de campos (1 caso). Estos planes fueron revisados luego por 4 voluntarios con mínima experiencia en radioterapia y sin experiencia en la revisión de planes. La versión final de la documentación del plan requiere 30 minutos de entrenamiento. En promedio, plan de control requiere 8 minutos por plan. Los probadores fueron capaces de encontrar todos los errores en los contornos del cuerpo, isocentro (basado en marcadores fiduciales) y artefactos de cálculo de dosis. No fueron capaces de identificar confiablemente errores pequeños (pero clínicamente importantes) en las aberturas del campo. También no eran capaces de identificar el caso que tenía sólo 3 campos en lugar de 4 - un ejemplo de un error imprevisto que no es examinado con un elemento específico de la lista. En Resumen, estos resultados indican que comprobación inicial de algunas de las características vitales de planes de radioterapia por procesos automatizados puede ser asignado a personal con experiencia de radioterapia limitada, permitiendo a cualquier necesidad de medidas correctivas a ser identificados antes de Informe médico. Este personal no, sin embargo, encontrará todos los errores y comprobaciones adicionales por personal cualificado (radio-oncólogos y físicos) siguen siendo una parte vital de la planificación de flujo de trabajo de la radioterapia.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig1.jpg"> Figura 1 . Esquema de tratamiento automatizado proceso de planificación. Los iconos humanos muestran los puntos del flujo de trabajo donde es necesaria la intervención humana. Todos los otros pasos son automatizados. Cada paso automatizado en el proceso de planificación tiene un algoritmo principal que se utiliza para crear el plan real, y un algoritmo de secundario que se utiliza para comprobar el resultado del algoritmo principal. Si alguno de los controles de verificación no (es decir, caída fuera un criterio predeterminado), o si el oncólogo de radiación no aprueba el plan, entonces un manual de proceso de planificación se hace necesario. Procedimientos de calidad adicionales que son importantes para el tratamiento planificación proceso, específicamente rutina controles por un físico médico calificado, no se muestran aquí. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57411/57411fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig2.jpg"> Figura 2 . Esquema de la RPA desde el punto de vista de los usuarios. El oncólogo de radiación es responsable de completar y aprobar el Plan de orden médica. Después de tomar la imagen de la simulación del paciente, esto es aprobado por el técnico radiólogo u otro personal apropiado presente. El EPR luego automáticamente se inicia y crea el plan de tratamiento de radioterapia. El objetivo de este trabajo es crear cada plan de radioterapia, incluyendo documentación, dentro de 30 minutos. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57411/57411fig2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig3.jpg"> Figura 3 Un ejemplo de orden de Plan de tratamiento para un plan de cabeza y cuello VMAT. La orden de Plan muestra los identificadores de paciente (nombre, MRN, etcetera), información general sobre el paciente y alguna información específica de tratamiento. Esto incluye la prescripción de la dosis, la cobertura objetivo y limitaciones de tejido normal.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig4.jpg"> Figura 4 . Un ejemplo genera automáticamente el plan de VMAT cabeza y el cuello. Las regiones sombreadas muestran los volúmenes de destino planificación - rojo, azul y amarillo corresponden a PTV1 PTV2 y PTV3, respectivamente. Las líneas muestran la distribución de isodosis del plan generado automáticamente.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig5.jpg"> Figura 5 . Un ejemplo de aberturas automáticamente generadas para un tratamiento de cáncer de cuello uterino cuadro 4-campo. AP, PA, lateral y la derecha se muestran los campos laterales a la izquierda.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57411/57411fig6v2.jpg"> Figura 6 . Ejemplo de las instrucciones ilustradas diseñado para facilitar la revisión de la carta para los planes de radioterapia generada automáticamente con el EPR. Esta página de ejemplo es para el informe sobre el contorno del cuerpo generado automáticamente. Incluye los resultados del algoritmo principal, algunas preguntas para el usuario y un caso de biblioteca para el usuario revisar

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

La radioterapia es un tratamiento de cáncer altamente complejo que requiere múltiples especialistas crear un plan de tratamiento y ofrecer garantía de calidad (QA) antes de la entrega a un paciente. Este protocolo describe el uso de un sistema totalmente automatizado, la radiación planificación asistente (RPA), para crear planes de tratamiento de radiación de alta calidad.

Radiación planificación a asistente - aerodinámico, automatizado sistema de planificación de tratamiento de radioterapia

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

Trasplante de células madre de Estrategias para la restauración de la disfunción cognitiva causada por la radioterapia craneal

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

Investigación

Medicina

Quantifying Cognitive Decrements Caused by Cranial Radiotherapy

Disminuye la cuantificación cognitivos causados ​​por la radioterapia craneal

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

Combinación de radioterapia en un modelo ortotópico de tumor cerebral del ratón

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

Una tubería de multimodalidad 3D Image Integración y Planificación asistida por ordenador en la cirugía de la epilepsia

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

Tratamiento de las metástasis hepáticas mediante un método de volumen objetivo interno para radioterapia estereotáctica del cuerpo

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

Tratamiento específicos y selectivo de los Teratomas derivados de células madre pluripotentes utilizando radiación de haz externo en un modelo animal de pequeño

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

Fijación pulmonar bajo presión constante para la evaluación del enfisema en ratones

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

Tratamiento de deformidades faciales mediante planificación 3D e impresión de implantes específicos para el paciente

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

Desarrollo y evaluación de fantasmas cardiovasculares impresos en 3D para la planificación y el entrenamiento intervencionista

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

Endodoncia guiada: planificación tridimensional y preparación asistida por plantillas de cavidades de acceso endodóntico

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, ...