Автоматизированное планирование лучевой терапии – это настоящее благо для медицинских физиков и дозиметристов, а также отделений лучевой терапии и самих пациентов, утверждают члены команды специалистов Онкологического центра Коун Хелс. Индивидуальная, автоматизированная модель планирования может сократить время создания плана лечения пациента, уменьшить степень отклонения от первоначального плана и сохранить невредимой больше здоровой ткани по сравнению с ручным планированием.

С 2015 года дозиметристы и физики-медики,  работающие в этом онкологическом центре, используют систему планирования VarianPlan, коммерческую прогностическую модель планирования, основанную на научных данных, которая генерирует расчетные гистограммы доза-объем (DVHs) на основе первоначальной анатомии пациента и распределения доз для использования этих данных в системе планирования Eclipse. В настоящее время команда продемонстрировала, что использование RapidPlan с индивидуализированной моделью автоматического планирования для разработки планов объемно-модулированной дуговой терапии (VMAT) для пациентов с раком простаты сократило среднее время планирования с двух часов до 20 минут.

За исключением максимальной дозы облучения, все данные планового целевого объема (PTV) были в дозиметрическом отношении похожи между автоматически сгенерированными планами и планами, разработанными вручную. И, что наиболее важно для пациентов, автоматически сгенерированные планы имели значительно лучшую защиту области прямой кишки (J. Appl. Clin. Med. Phys. 10.1002 / ACM2.12674).

«Создание планов VMAT по-прежнему остается напряженным и трудоемким процессом из-за сложности лечения, анатомических отклонений и уровня знаний специалистов по планированию», — пишут авторы статьи.

Программное обеспечение для планирования было создано на основе общих данных, отражающих клиническую практику в ведущих лечебных учреждениях. Оно учитывает анатомию каждого пациента и цели планирования, корректирует расчетную гистограмму DVH и определяет цели оптимизации на основе критериев лечения для каждого отдельного пациента. Программное обеспечение рассчитывает приемлемые клинические компромиссы между охватом мишени и дозы, попадающей на органы, подвергающиеся повышенному риску (OAR).

Индивидуальные модели могут быть созданы на основании базовых моделей. Медицинский дозиметрист и ведущий автор Кристофер Амалу потратил приблизительно одну неделю на разработку эффективной модели RapidPlan, которая использует планы, ранее применявшиеся для лечения пациентов. Затем эта модель была совмещена с полностью автоматизированной системой, специально модифицированной для работы с протоколами отделения радиационной онкологии с использованием программного интерфейса разработки сценариев Varian Eclipse (ESAPI), разработанного медицинским физиком Лейном Хейсом.

«Программное обеспечение Eclipse Scripting API — это, по сути, набор инструментов программирования, которые напрямую заменяют нажатие кнопок, т.е. работу, которую выполняет  врач в системе планирования Eclipse, — сказал Хейс. — Мы разработали и протестировали эту логическую структуру в течение нескольких недель, чтобы она повторяла процесс принятия решения планировщиком, создающим новый план лечения простаты. Затем в конце процесса автоматически включается специально настроенная модель RapidPlan для создания индивидуального плана лечения пациента, который является клинически приемлемым

Эта модель использовалась в течение одного года для лечения приблизительно 100 пациентов с раком простаты по технологии VMAT. «Сочетание FastPlan и ESAPI связало процесс создания плана с оптимизацией путем окончательного расчета для того, чтобы повысить его ценность и сделать его практически полезным для наших специалистов по планированию лечения, — объясняет Хейс. — Хотя использование одной только прогностической модели было сравнимо с планированием лечения вручную, эта комбинация экономит огромное количество времени для наших  планировщиков».

Сравнение планов

Для их сравнения исследователи создали ручные и автоматически сгенерированные планы VMAT для 20 пациентов с раком простаты, которым было назначена доза облучения 78 Гр  40 фракциями. Для всех пациентов оба плана соответствовали руководящим указаниям для медицинских учреждений по защите органов, подвергающихся повышенному риску, и по минимальному охвату мишени.

Команда из восьми дозиметристов, медицинских физиков и радиационных онкологов независимо друг от друга анализировала вслепую и сравнивала каждый из 20 парных тестовых случаев, чтобы определить пригодность планов. Для каждого случая они выбрали свой предпочтительный план. В 18 из 20 случаев большинство рецензентов предпочли автоматически сгенерированные планы или не имели никаких предпочтений.

Автоматически сгенерированные планы увеличивали защиту здоровых тканей в ректальной области, в то время как ручные планы уменьшали максимальную дозу, получаемую мочевым пузырем, хотя ни один из планов  не был идеальным в целом. «Хотя защита всех органов, подвергающихся повышенному риску, очень важна, относительная величина увеличения дозы на мочевой пузырь по сравнению с большей защитой ректальной области рассматривается как приемлемый компромисс», — пишут авторы.

Исследователи отмечают, что автоматизированный процесс планирования, состоящий из простого ввода данных и единственного нажатия кнопки, превращает тяжелую работу, выполняемую вручную, в процесс, который по существу не требует каких-либо дополнительных ресурсов. Автоматизированный подход сокращает время активного планирования в среднем до пяти минут, а общее время планирования — до 20 минут, включая время оптимизации и расчета.

«С точки зрения врача, мы добились стабильно высокого качества плана, независимо от конкретного планировщика. Это очень помогает, когда члены команды меняют охват мишени и роли, — говорит Хейс. — С точки зрения медицинского физика, эти планы в большей степени соответствуют рекомендациям и правилам наименований и, как правило, создаются быстрее, оставляя больше времени для подготовки к началу лечения».

Хотя отделение радиационной онкологии центра не увеличило штат своих сотрудников, экономия времени помогла сместить фокус команды дозиметров на более сложные и уникальные случаи. Для районного онкологического центра с большим числом пациентов эта автоматически сгенерированная модель планирования для VMAT стала бесценной.

На фото: На изображениях системы RapidPlan показан инструмент, применяемый для лечения пациентов с раком простаты.

Оригинал новости можно прочитать здесь