Οι σύνθετες θεραπείες οδηγούν την ανάγκη για ακριβή επαλήθευση – Physics World

Η αυξανόμενη πολυπλοκότητα των σχεδίων θεραπείας ακτινοθεραπείας απαιτεί πιο αυστηρές και ακριβείς μεθόδους για τον υπολογισμό, τη μέτρηση και την επαλήθευση της δόσης ακτινοβολίας που χορηγείται στον ασθενή. Ειδικά για στερεοτακτικές θεραπείες, όπου τα υψηλά επίπεδα ακτινοβολίας συγκεντρώνονται σε μικρούς όγκους-στόχους, είναι εξαιρετικά σημαντικό για τους κλινικούς φυσικούς να έχουν πρόσβαση σε ακριβείς πληροφορίες σχετικά με το προφίλ δόσης και πώς σχετίζεται με την ανατομία του ασθενούς.

Αυτή η ανάγκη για ακρίβεια στη διαδικασία σχεδιασμού θεραπείας ήταν η κατευθυντήρια αρχή πίσω από το σύστημα διασφάλισης ποιότητας του IBA Dosimetry (QA), που ονομάζεται myQA iON. Κυκλοφόρησε για πρώτη φορά το 2019 για χρήση στη θεραπεία πρωτονίων και κυκλοφόρησε το 2022 για τον τομέα της ακτινοθεραπείας με φωτόνια, το myQA iON παρέχει μια ολοκληρωμένη λύση που επιτρέπει στους κλινικούς ιατρούς να έχουν πρόσβαση σε ολοκληρωμένες και αξιόπιστες πληροφορίες επαλήθευσης για να καθοδηγήσουν και να διαχειριστούν τη διαδικασία θεραπείας. Συνδυάζοντας ανεξάρτητους τρισδιάστατους (3D) υπολογισμούς δόσης για σχέδια θεραπείας με δεδομένα μετρήσεων πραγματικού κόσμου και αρχεία καταγραφής ακτινοβολίας, το λογισμικό έχει σχεδιαστεί για να βοηθά τις κλινικές ακτινοθεραπείας να ενισχύσουν την αποτελεσματικότητα της ροής εργασίας τους, ενώ παράλληλα βελτιώνει την ασφάλεια των ασθενών και τα αποτελέσματα της θεραπείας.

Στο Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Duke, για παράδειγμα, ο ιατρός φυσικός Guoquiang Cui έχει αξιολογήσει τις δυνατότητες του myQA iON για τη βελτίωση των στερεοτακτικών θεραπειών ακτινοχειρουργικής (SRS) που στοχεύουν πολλαπλές τοποθεσίες ταυτόχρονα. «Αυτά τα σχέδια SRS μπορεί να έχουν μεταξύ πέντε και δεκαπέντε διαφορετικούς στόχους», εξηγεί ο Cui. «Για την αποτελεσματικότητα της παράδοσης, τα σχεδιάζουμε χρησιμοποιώντας ένα μόνο ισόκεντρο, έτσι ώστε να χρειάζεται να χορηγούμε μόνο μία δόση ακτινοβολίας για να τα αντιμετωπίζουμε όλα ταυτόχρονα».

Στην κλινική, ο Cui και η ομάδα του εκμεταλλεύονται επί του παρόντος μια συστοιχία ανιχνευτών 2D για να μετρήσουν και να επαληθεύσουν την κατανομή της δόσης για αυτές τις θεραπείες πολλαπλών στόχων ενός ισοκεντρικού (SIMT). Ωστόσο, αυτή η προσέγγιση που βασίζεται σε μετρήσεις δεν τους επιτρέπει να έχουν εύκολη πρόσβαση σε τρισδιάστατες πληροφορίες σχετικά με το προφίλ ακτινοβολίας ή να αξιολογούν τη δόση που παρέχεται σε όλους τους στόχους ταυτόχρονα. «Μπορούμε μόνο να δούμε το συνολικό σχέδιο», λέει ο Cui. «Τυπικά ελέγχουμε έναν ή δύο στόχους χρησιμοποιώντας τις μετρήσεις 3D, αλλά δεν τους επαληθεύουμε έναν προς έναν γιατί θα χρειαζόταν πολύς χρόνος».

Αντίθετα, το myQA iON καθιστά δυνατή την εξέταση της συνολικής κατανομής δόσης 3D σε ολόκληρο το σχέδιο, καθώς και της δόσης που παρέχεται σε κάθε έναν από τους μεμονωμένους στόχους. Ο ανεξάρτητος υπολογισμός δόσης που παρέχεται από το σύστημα εκμεταλλεύεται τη χρυσή μέθοδο Monte Carlo, η οποία παρέχει μια πλήρη τρισδιάστατη ανάλυση της κατανομής της δόσης σε σχέση με την ανατομία του ασθενούς. «Ο αλγόριθμος Monte Carlo παρέχει πιο ακριβείς υπολογισμούς δόσης από τον αλγόριθμο που χρησιμοποιούμε συνήθως στο σύστημα σχεδιασμού μας», λέει ο Cui. "Είναι ελαφρώς πιο αργό, αλλά παρέχει ακριβείς πληροφορίες δόσης σε ολόκληρο τον όγκο 3D."

Ως πρόσθετο εργαλείο επαλήθευσης, το λογισμικό παρέχει επίσης πρόσβαση στα αρχεία καταγραφής που δημιουργούνται αυτόματα από το σύστημα ακτινοθεραπείας κατά τη διάρκεια της θεραπείας, παρέχοντας ακριβή δεδομένα μέτρησης της χορηγούμενης δόσης για έλεγχο έναντι του σχεδίου θεραπείας. Σύμφωνα με τον Mehgan Boone, υπεύθυνο προϊόντων στην IBA Dosimetry για λογισμικό και ενοποίηση, η πρόσβαση στα δεδομένα του αρχείου καταγραφής θα μπορούσε να είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για κλασματικές θεραπείες, καθώς επιτρέπει στους κλινικούς ιατρούς να ελέγχουν τη δόση που χορηγείται σε κάθε κλάσμα και να κάνουν οποιεσδήποτε μεταγενέστερες προσαρμογές στη θεραπεία τους. σχέδιο. «Φέρνοντας τα αρχεία καταγραφής στο myQA iON μπορούμε να υπολογίσουμε τη δόση που χορηγείται στον ασθενή με βάση τις πληροφορίες που δημιουργούνται από το μηχάνημα θεραπείας», εξηγεί. "Αυτά τα ακατέργαστα δεδομένα παράδοσης είναι ήδη διαθέσιμα στον χρήστη, απλώς παρέχουμε κλινικό πλαίσιο, βοηθώντας τους χρήστες να προσδιορίσουν τα αποτελέσματα που μπορούν να πραγματοποιηθούν και καθιστούμε τα δεδομένα προσβάσιμα από ένα μόνο μέρος."

Για την εργασία αξιολόγησης στο Πανεπιστήμιο Duke, αυτά τα δεδομένα αρχείου καταγραφής χρησιμοποιήθηκαν για να συγκριθούν οι υπολογισμοί της δόσης του Μόντε Κάρλο που παράγονται από το myQA iON με τα αποτελέσματα από το σύστημα σχεδιασμού θεραπείας. Σε ένα παράδειγμα, ο Cui και η ομάδα του χρησιμοποίησαν το λογισμικό για να σχεδιάσουν μια θεραπεία SIMT-SRS του εγκεφάλου με έξι ξεχωριστούς στόχους διαφορετικών μεγεθών. Διαπίστωσαν ότι η μέθοδος Monte Carlo παρείχε εξαιρετικά ακριβείς υπολογισμούς δόσης για κάθε έναν από τους στόχους, με μια τρισδιάστατη ανάλυση γάμμα που δείχνει στενή συμφωνία μεταξύ των προγραμματισμένων και των χορηγούμενων δόσεων. «Τα αποτελέσματα μέχρι στιγμής ήταν πολλά υποσχόμενα», λέει ο Cui. "Συνδυάζοντας τις τρισδιάστατες πληροφορίες δόσης από το myQA iON με τα δεδομένα μέτρησης από τα αρχεία καταγραφής, μπορούμε να αποκτήσουμε μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα αυτών των πολύπλοκων σχεδίων SRS."

Ο Boone συμφωνεί ότι η ικανότητα ενσωμάτωσης ανεξάρτητων υπολογισμών δόσης με αρχεία καταγραφής ακτινοβολίας και μετρήσεις ανιχνευτών πραγματικού κόσμου μπορεί να προσφέρει πρόσθετες πληροφορίες για να καθοδηγήσει τον σχεδιασμό και την παράδοση πολύπλοκων θεραπειών. «Η ανεξάρτητη μέθοδος Monte Carlo παρέχει την πρόσθετη ακρίβεια, συμπεριλαμβανομένης μιας πλήρους ογκομετρικής ανάλυσης της κατανομής της δόσης», λέει. «Η συγκέντρωση όλων των πληροφοριών σε μια ενοποιημένη και αυτοματοποιημένη λύση λογισμικού παρέχει μεγαλύτερη ευελιξία και αποτελεσματικότητα, αποφεύγοντας την ανάγκη άντλησης δεδομένων από διαφορετικά συστήματα ή υπολογιστές».

Η λύση λογισμικού είναι εύκολη στην εγκατάσταση και διαισθητική στη χρήση, με τη διαδικτυακή πύλη που έχει σχεδιαστεί για να επιτρέπει στις κλινικές ομάδες να έχουν πρόσβαση σε όλα τα δεδομένα QA τους από οποιαδήποτε συσκευή συνδέεται στο νοσοκομειακό δίκτυο. Στην πράξη, λέει ο Cui, αυτό σημαίνει ότι είναι πιθανό να χρειαστεί τεχνογνωσία πληροφορικής για την εφαρμογή του συστήματος στην κλινική. «Το λογισμικό πρέπει να λειτουργεί παράλληλα με τα τείχη προστασίας και τα συστήματα ασφαλείας που αναπτύσσονται στα νοσοκομειακά δίκτυα, τα οποία θα χρειαστούν προσεκτική διαμόρφωση από τους ειδικούς πληροφορικής στο τμήμα μας», λέει. «Για το συγκεκριμένο κλινικό περιβάλλον και τις πρακτικές μας, το μεγαλύτερο όφελος του myQA iON είναι οι πρόσθετες πληροφορίες 3D δόσης που μπορούμε να λάβουμε για τις πολύπλοκες θεραπείες μας SRS».

Από την πλευρά της, η IBA συνεχίζει να χρησιμοποιεί τα σχόλια από πρώιμους χρήστες όπως η Cui για να βελτιώσει και να βελτιώσει το σύστημα myQA iON. «Θα προσθέσουμε νέες δυνατότητες για να επιτρέψουμε στους χρήστες μας να κάνουν την καλύτερη δυνατή χρήση του λογισμικού μας», λέει ο Boone. «Θέλουμε να κάνουμε το σύστημα όσο το δυνατόν πιο απρόσκοπτο, παρέχοντας παράλληλα περαιτέρω βελτιώσεις στον αυτοματισμό και την ενοποίηση».

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Αυτοκίνητο / EVs, Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• BlockOffsets. Εκσυγχρονισμός της περιβαλλοντικής αντιστάθμισης ιδιοκτησίας. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/complex-treatments-drive-need-for-accurate-verification/