Beregning af dosisfordelingen ud fra data registreret af behandlingsmaskinen kunne levere hurtigere og mere nøjagtig dosisverifikation end eksisterende målebaserede tilgange
Ifølge Arturs Meijers, leder af Clinical Medical Physics ved Paul Scherrer Institute (PSI) i Schweiz, er protonterapi på spidsen af et paradigmeskifte, der kan ændre den måde, behandlingsplaner verificeres på, før de leveres til en patient. I stedet for det nuværende målebaserede regime for patientspecifik kvalitetssikring (QA) vil uafhængige dosisberegninger, der kontrollerer kvaliteten af behandlingsplanen og sikrer, at den leveres efter hensigten, tilbyde en hurtigere løsning, der også har potentiale til at forbedre kvaliteten styring.
"I protonterapi ønsker vi at gå væk fra målebaserede teknikker til patientspecifik QA, da det tager meget tid og ofte skaber en flaskehals i behandlingsfødestuen," forklarer Meijers. "En løsning, der verificerer leveringen af behandlingsplanen ved at rekonstruere dosen fra logfilerne, kunne give en QA-proces, der i det mindste er ækvivalent, men i princippet endnu bedre end den, vi har nu."
PSI's nuværende protokol for patientspecifik QA, til fælles med de fleste protonterapicentre, er at måle den dosis, der leveres af protonstrålen ved hjælp af et detektorarray, med et vandlignende fantom, der fungerer som et surrogat for en menneskelig patient. Målinger optaget i en eller flere dybder i fantomet kan så sammenlignes med dosisfordelingen i behandlingsplanen, men denne gang genberegnes for en tilsvarende vandterning.
Det store problem med denne tilgang er den tid, det tager at tage målingerne, hvilket også reducerer tilgængeligheden af terapipakken til behandling af patienter. Men det har også flere begrænsninger for at opnå ordentlig kvalitetskontrol. "Alle sammenligninger er lavet ved hjælp af meget simple geometrier og beregninger, der er baseret på vand," siger Meijers. "En række undersøgelser tyder på, at denne målebaserede tilgang kan gå glip af potentielle problemer og måske ikke altid fanger nogen fejl, der opstår i behandlingsplanlægningssimuleringerne."
Integrering af data
Gennem et samarbejde med IBA Dosimetry tester Meijers og hans team hos PSI nu, om en softwarebaseret løsning, der genberegner den leverede dosis fra behandlingslogfilerne, kunne tilbyde en bedre løsning. Vigtigt er det, at PSI-teamet også har arbejdet sammen med Varian for at udtrække behandlingslogfilerne fra sin ProBeam-maskine til protonterapi og derefter konvertere dem til standard DiCOM-format, der bruges af IBA's myQA iON-platform til patientspecifik QA.
"Dette er en af de første demonstrerede integrationer af myQA iON med logfilerne fra ProBeam-maskinen," siger Meijers. “En ting er at have adgang til informationen, men noget helt andet er at forbinde de specifikke filformater, som forskellige systemleverandører bruger, med andre softwareapplikationer. Disse ikke-standardiserede processer til at få adgang til og bruge information er en af de vigtigste udfordringer for fremskridt på området."
Nu hvor integrationen er fuldført, begynder PSI-teamet at bruge logfildataene i myQA iON til at rekonstruere dosisfordelingen ud fra den faktiske leveringssekvens leveret af maskinen. "Under behandlingsprocessen foregår der meget dataudveksling mellem forskellige delsystemer, og der er altid en risiko for, at information kan blive fejlfortolket, eller at data bliver korrumperet," forklarer Meijers. "Ved at rekonstruere dosis fra logfilerne kan vi kontrollere integriteten af dataene på tværs af hele arbejdsgangen, hele vejen fra behandlingsplanlægningssystemet til leveringen af strålen."
Inden for IBA's myQA iON platform er det også muligt at verificere den initiale patientplan, der er oprettet i behandlingsplanlægningssystemet, mod en uafhængig dosisberegning produceret ved hjælp af Monte Carlo metoden. Denne simuleringsteknik behandler de millioner af interaktioner, der genereres af protonstrålen, på en probabilistisk måde, hvilket giver den mest nøjagtige metode til at beregne dosisfordelingen over et fuldt 3D-volumen. "Ved at bruge denne to-trins QA-proces kan vi verificere kvaliteten af den oprindelige behandlingsplan og kontrollere, at informationen ikke er blevet kompromitteret, når vi når frem til leveringen af behandlingen," tilføjer Meijers.
En gradvis overgang
For at evaluere ydeevnen af denne nye QA-proces i et klinisk miljø, kører PSI-teamet nu den softwarebaserede løsning parallelt med sine eksisterende målebaserede teknikker. "Før vi laver overgangen vil vi basere den nye metode mod vores etablerede processer," siger Meijers. "Genberegning af dosis fra logfilerne tilføjer ikke meget overhead, så vi vil køre begge arbejdsgange i mindst et par måneder for at få tillid til ydeevnen og adfærden af denne nye tilgang."
Selvom det er for tidligt at være sikker på, at den softwarebaserede løsning matcher eller forbedrer niveauet af kvalitetskontrol leveret af et målebaseret regime, kan Meijers allerede se potentialet til dramatisk at reducere den tid, der er nødvendig for patientspecifik QA – både i forhold til mandskab og brugen af terapisuiten. I øjeblikket kan det tage 30 minutter at tage de nødvendige målinger for at verificere behandlingen for hver patient, mens myQA iON kan genberegne dosis fra maskindata inden for få minutter.
"Med denne proces kan du stort set eliminere behovet for at booke behandlingsrummet til at tage mål," siger Meijers. "I praksis er det dog usandsynligt, at vi helt skifter fra én arbejdsgang til en anden. Det vil mere være en gradvis overgang, hvor vi tuner ned på antallet af målinger over tid."
For at understøtte denne hybride tilgang giver myQA iON en nem måde for medicinske fysikere at gennemgå resultaterne fra forskellige dosisverifikationsmetoder. Den originale patientplan kan importeres fra behandlingsplanlægningssystemet for at muliggøre sammenligning med de uafhængige Monte Carlo-beregninger, mens måledatasæt også kan uploades for at kontrollere dosisfordelingen, der rekonstrueres fra behandlingslogfilerne. Kombinationen af alle disse verifikationsoplysninger i et enkelt webbaseret system sikrer også, at alle i det kliniske team kan få adgang til den mest opdaterede information fra enhver computer i behandlingscentret.
Meijers mener, at genberegning af dosis fra maskindataene kunne være særlig fordelagtig til at verificere behandlingsmodaliteter baseret på blyantstråler, hvor en meget smal protonstråle scannes hen over tumorvolumenet. "Ud fra behandlingslogfilerne kan vi beregne mængden af dosis, der leveres af strålen til hver punktposition," siger han. "Disse faktiske leveringssekvenser giver os mere information om dosisfordelingen, end vi får fra en højniveaumåling af et dosisplan i en simuleret vandterning."
Der er faktisk et klart mandat til forandring inden for protonterapisamfundet. Arbejdet inden for Particle Therapy Co-Operative Group (PTCOG) har analyseret behandlings- og workfloweffektiviteten for forskellige tilgange til patientspecifik QA og har konkluderet, at genberegning af dosis fra logfilerne giver større værdi for kvalitetskontrol end den konventionelle måling. -baseret metode. "Det er vigtigt at demonstrere, at denne nye tilgang ikke bare gør vores liv lettere, men at niveauet af kvalitetskontrol, det giver, mindst svarer til nuværende teknikker og helst endnu bedre," siger Meijers. "Vi ønsker bestemt ikke at gøre vores QA-processer mindre robuste eller introducere metoder, der måske ikke er i stand til at opdage visse problemer."
Eliminering af behovet for målinger vil også være afgørende for indførelsen af adaptive behandlingsprotokoller, hvor behandlingsplanen opdateres for at tage højde for patientens skiftende anatomi. En softwarebaseret løsning vil gøre det muligt at kontrollere den nye behandlingsplan uafhængigt uden behov for yderligere målinger, hvilket potentielt gør det muligt at levere den opdaterede plan, mens patienten stadig er i position.
På kort sigt er hovedmotivationen for Meijers dog at maksimere den tid, som terapipakken er tilgængelig til at behandle patienter. "For faciliteter, der er fuldt bookede eller tæt på kapacitet, er patientspecifik QA en af de største flaskehalse," siger han. "Ved at gøre vores arbejdsgange mere effektive kan denne tilgang øge antallet af fraktioner, der leveres hver dag og øge anlæggets behandlingskapacitet."
- SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk dig selv. Adgang her.
- PlatoAiStream. Web3 intelligens. Viden forstærket. Adgang her.
- PlatoESG. Kulstof, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Affaldshåndtering. Adgang her.
- PlatoHealth. Bioteknologiske og kliniske forsøgs intelligens. Adgang her.
- Kilde: https://physicsworld.com/a/proton-therapy-enters-a-new-era-of-efficiency-with-a-software-driven-qa-solution/
- :har
- :er
- :ikke
- :hvor
- 30
- 3d
- a
- I stand
- Om
- adgang
- Adgang
- Konto
- præcis
- opnå
- tværs
- handler
- faktiske
- adaptive
- tilføje
- Yderligere
- Tilføjer
- mod
- Alle
- tillade
- tillade
- allerede
- også
- altid
- beløb
- an
- Analyserer
- analyse
- anatomi
- ,
- En anden
- enhver
- applikationer
- tilgang
- tilgange
- ER
- opstå
- Array
- AS
- sikkerhed
- At
- tilgængelighed
- til rådighed
- væk
- baseret
- Baseline
- BE
- Beam
- bliver
- været
- før
- adfærd
- mener
- gavnlig
- Bedre
- mellem
- Big
- bog
- både
- flaskehals
- flaskehalse
- men
- by
- beregne
- beregnet
- beregning
- beregning
- beregninger
- CAN
- Kapacitet
- brydning
- center
- centre
- vis
- sikkert
- udfordringer
- lave om
- skiftende
- kontrollere
- afkrydset
- klar
- klik
- Klinisk
- Luk
- samarbejde
- kombinerer
- Fælles
- samfund
- sammenligne
- sammenlignet
- sammenligning
- sammenligninger
- fuldføre
- fuldstændig
- Kompromitteret
- computer
- indgået
- tillid
- kontrol
- konventionelle
- konvertere
- beskadiget
- kunne
- oprettet
- skaber
- afgørende
- Nuværende
- For øjeblikket
- cusp
- data
- Dataudveksling
- datasæt
- dag
- levere
- leveret
- levering
- demonstrere
- demonstreret
- Dybder
- opdage
- forskellige
- fordeling
- gør
- Dont
- dosis
- ned
- dramatisk
- hver
- Tidligt
- lettere
- let
- effektivitet
- effektivitet
- effektiv
- eliminere
- muliggøre
- sikre
- sikrer
- Går ind i
- Hele
- Ækvivalent
- Era
- fejl
- etableret
- evaluere
- Endog
- alle
- udveksling
- eksisterende
- Forklarer
- ekstrakt
- faciliteter
- Facility
- hurtigere
- få
- felt
- File (Felt)
- Filer
- Fornavn
- Til
- format
- fra
- fuld
- fuldt ud
- Gevinst
- genereret
- få
- Giv
- gradvis
- større
- gruppe
- Have
- he
- hoved
- Høj
- højt niveau
- hans
- Men
- HTTPS
- menneskelig
- Hybrid
- billede
- vigtigt
- vigtigere
- Forbedre
- forbedrer
- in
- Forøg
- uafhængig
- uafhængigt
- oplysninger
- initial
- i stedet
- Institut
- integration
- integrationer
- integritet
- beregnet
- interaktioner
- grænseflade
- ind
- indføre
- Introduktion
- spørgsmål
- spørgsmål
- IT
- ITS
- jpg
- lige
- Nøgle
- mindst
- til venstre
- mindre
- Niveau
- begrænsninger
- Lives
- log
- Lot
- maskine
- lavet
- Main
- lave
- maerker
- Making
- Mandat
- tændstikker
- Matter
- max-bredde
- Maksimer
- Kan..
- måle
- måling
- målinger
- medicinsk
- Medicinsk fysik
- metode
- Metode
- metoder
- måske
- millioner
- minutter
- glip af
- måned
- mere
- mere effektiv
- mest
- Motivation
- bevæger sig
- meget
- smal
- Behov
- behov
- Ny
- nu
- nummer
- of
- tilbyde
- Tilbud
- tit
- on
- ONE
- åbent
- or
- original
- Andet
- vores
- i løbet af
- overliggende
- paradigme
- Parallel
- Partikelterapi
- især
- patient
- patienter
- paul
- Udfør
- ydeevne
- fantom
- Fysik
- Fysik verden
- fly
- fly
- planlægning
- planer
- perron
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatoData
- position
- mulig
- potentiale
- potentielt
- praksis
- smuk
- princippet
- Problem
- behandle
- Processer
- produceret
- Progress
- passende
- protokol
- protokoller
- give
- forudsat
- giver
- leverer
- Spørgsmål og svar
- kvalitet
- helt
- registreres
- reducere
- reducerer
- regime
- Resultater
- gennemgå
- Risiko
- robust
- Værelse
- Kør
- kører
- s
- siger
- se
- Sequence
- indstilling
- flere
- skifte
- Kort
- Simpelt
- simulation
- simuleringer
- siden
- enkelt
- So
- Software
- løsninger
- specifikke
- Spot
- standard
- Starter
- Stadig
- undersøgelser
- tyder
- suite
- support
- Kontakt
- Schweiz
- systemet
- Tag
- tager
- tager
- hold
- teknik
- teknikker
- semester
- vilkår
- Test
- end
- at
- oplysninger
- Them
- derefter
- terapi
- Der.
- Disse
- de
- ting
- denne
- thumbnail
- tid
- til
- også
- TPS
- Transform
- overgang
- behandling
- behandling
- tune
- usandsynligt
- up-to-date
- opdateret
- uploadet
- us
- brug
- anvendte
- ved brug af
- værdi
- leverandører
- Verifikation
- verificeres
- verificere
- verificere
- meget
- bind
- ønsker
- Vand
- Vej..
- we
- web-baseret
- Hvad
- hvorvidt
- som
- mens
- vilje
- med
- inden for
- uden
- Arbejde
- arbejdede
- workflow
- arbejdsgange
- world
- ville
- Du
- zephyrnet