Οι κυβερνοεπιθέσεις στα νοσοκομεία μπορεί να έχουν καταστροφικό αντίκτυπο, ειδικά για τα τμήματα ακτινολογίας και ακτινοθεραπείας που εξαρτώνται ιδιαίτερα από την τεχνολογία για να λειτουργήσουν. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η κυβερνοεπίθεση σε εθνικό επίπεδο στις υπηρεσίες δημόσιας υγείας της Ιρλανδίας τον Μάιο του 2021, η οποία διέκοψε τις προγραμματισμένες θεραπείες ακτινοθεραπείας για ορισμένους ασθενείς με καρκίνο για έως και 12 ημέρες.
Μετά από αυτό το περιστατικό, ιατροί φυσικοί στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Γκάλγουεϊ και την Εθνικό Πανεπιστήμιο της Ιρλανδίας Galway άρχισε να αναπτύσσει ένα εσωτερικό εργαλείο για να βοηθήσει στη δημιουργία αναθεωρημένων σχεδίων θεραπείας ακτινοθεραπείας μετά από διακοπές. Το εργαλείο – ονομάζεται EQD2VH – υπολογίζει τα σχέδια αντιστάθμισης θεραπείας και επιτρέπει την οπτική σύγκριση όλων των επιλογών σχεδίου, καθώς και μεμονωμένη ανάλυση κάθε δομής στο σχέδιο ενός ασθενούς. Οι ερευνητές περιγράφουν το νέο εργαλείο λογισμικού στο Journal of Applied Clinical Medical Physics.
Η ακτινοθεραπεία συνήθως χορηγείται σε διάστημα αρκετών εβδομάδων σε μια σειρά από μικρές δόσεις ακτινοβολίας (συμβατικά 2 Gy) που ονομάζονται κλάσματα. Τα απρογραμμάτιστα κενά θεραπείας – είτε λόγω επιθέσεων στον κυβερνοχώρο, βλάβης μηχανημάτων ή ασθένειας ασθενών – μπορεί να προκαλέσουν σημαντικές αποτυχίες. Κατά τη διάρκεια τέτοιων κενών, τα καρκινικά κύτταρα επανεποικίζονται γρήγορα στον ιστό όγκου, με αποτέλεσμα τη μείωση της ραδιοβιολογικής δόσης στον όγκο στόχο σχεδιασμού (PTV).
Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, το EQD2Το VH χρησιμοποιεί πληροφορίες ιστογράμματος δόσης-όγκου (DVH) που εξάγονται από τα αρχικά σχέδια ασθενών για την εκτέλεση υπολογισμών του χάσματος θεραπείας. Η επικεφαλής συγγραφέας Katie O'Shea, του Εθνικού Πανεπιστημίου της Ιρλανδίας Galway, και οι συνεργάτες της εξηγούν ότι το λογισμικό μετατρέπει τη φυσική δόση σε κάθε δοχείο δόσης (το εύρος της δόσης μεταξύ των σημείων δεδομένων σε ένα DVH) στη βιολογικά αποτελεσματική δόση (BED). Αυτό εξηγεί τόσο τις επιπτώσεις του επαναπληθυσμού στο PTV όσο και τις επιπτώσεις της υποθανατηφόρας βλάβης σε μη επισκευασμένο φυσιολογικό ιστό σε όργανα σε κίνδυνο (OARs).
Μετά την τροποποίηση της μετατροπής BED για να ληφθούν υπόψη οι διακυμάνσεις της δόσης σε κάθε δομή, χρησιμοποιώντας μια μέθοδο μεταβλητής δόσης, το εργαλείο μετατρέπει το BED για κάθε δομή στην ισοδύναμη δόση σε κλάσματα 2 Gy (EQD2). Αυτό κανονικοποιεί κάθε επεξεργασία σε συμβατική κλασματοποίηση και καθιστά δυνατή την άθροιση σχεδίων με διαφορετικά σχήματα κλασματοποίησης μαζί. Το προκύπτον EQD2 Το DVH με βάση το DVH παρέχει μια δισδιάστατη αναπαράσταση του αντίκτυπου των στρατηγικών αντιστάθμισης του χάσματος θεραπείας και στις κατανομές δόσεων PTV και OAR, σε σύγκριση με το προβλεπόμενο σχέδιο θεραπείας.
Για την αξιολόγηση της EQD2Το VH ως εργαλείο λήψης κλινικών αποφάσεων, οι ερευνητές επέλεξαν πέντε ασθενείς υψηλής προτεραιότητας με ταχέως αναπτυσσόμενους όγκους των οποίων τα κενά θεραπείας δεν πρέπει να ξεπερνούν τις δύο ημέρες. Αυτό περιελάμβανε τέσσερις ασθενείς με καρκίνο κεφαλής και τραχήλου που υποβλήθηκαν σε ακτινοθεραπεία ρυθμιζόμενης έντασης και έναν ασθενή με καρκίνο του πνεύμονα που υποβλήθηκε σε τρισδιάστατη σύμμορφη ακτινοθεραπεία, ο οποίος είχε κενά θεραπείας 3 ή 12 ημερών. Αυτές οι περιπτώσεις επέτρεψαν στην ομάδα να αξιολογήσει τη χρήση του EQD2VH για ασθενείς με συμβατική (2 Gy) και μη συμβατική (2.2 Gy) κλασματοποίηση και διαφορετικούς χρόνους διακοπής θεραπείας (από εννέα έως 46 ημέρες από τη θεραπεία τους).
Τα αναθεωρημένα σχέδια θεραπείας για κάθε ασθενή βασίστηκαν στα αρχικά του σχέδια με αλλαγή είτε της δόσης ανά κλάσμα είτε του αριθμού των κλασμάτων. Ο O'Shea εξηγεί ότι το αναθεωρημένο σχέδιο και το πρόγραμμα κάθε ασθενούς χρησιμοποιούσε έναν συνδυασμό κλασματοποίησης δύο φορές την ημέρα, θεραπείες το Σαββατοκύριακο και αυξημένη δόση στον όγκο στόχο για τη μείωση των επιπτώσεων του επαναπληθυσμού των κυττάρων.
Τα σχέδια περιόρισαν τη θεραπεία σε έξι κλάσματα την εβδομάδα και απέκλειαν την κλασμάτωση δύο φορές την ημέρα σε διαδοχικές ημέρες. Εάν η συνταγογραφούμενη θεραπεία δεν μπορούσε να ολοκληρωθεί στο απαιτούμενο χρονικό πλαίσιο, οι ερευνητές ερεύνησαν σχέδια χρησιμοποιώντας υποκλασματοποίηση (παροχή αυξημένης δόσης ανά κλάσμα). Κατάφεραν να συγκρίνουν οπτικά και ποσοτικά διάφορα αναθεωρημένα σχέδια με το αρχικό σχέδιο του ασθενούς για να καθορίσουν ποια θα παρείχε την καλύτερη δόση στο PTV με τη μικρότερη δόση στα OAR.
Οι ερευνητές σημειώνουν ότι η 2D αναπαράσταση κάθε μεμονωμένης δομής στο EQD2Το VH παρέχει μια πιο εις βάθος ανάλυση από αυτή που συνιστά το Royal College of Radiologists (RCR) 1D μέθοδο υπολογισμού σημείου-δόσης που χρησιμοποιείται επί του παρόντος για τη διαχείριση των κενών ακτινοθεραπείας. Μια 1D αναπαράσταση της κατανομής δόσης εντός ενός όγκου δεν λαμβάνει υπόψη τα OAR που συνήθως έχουν μη ομοιόμορφη κατανομή δόσης και θα μπορούσε να υπερεκτιμήσει τη δόση OAR. Επιπλέον, το EQD2Το εργαλείο VH μπορεί να δημιουργήσει σχέδια για οποιοδήποτε μήκος κενού θεραπείας, ενώ οι οδηγίες RCR βασίζονται σε ένα τυπικό κενό τεσσάρων έως πέντε ημερών.
Τα πρόσθετα οφέλη του νέου εργαλείου περιλαμβάνουν τη δυνατότητα παρακολούθησης κάθε OAR στο σχέδιο του ασθενούς για την ελαχιστοποίηση περαιτέρω αυξήσεων της δόσης που θα μπορούσαν να προκαλέσουν πιο οξείες τοξικότητες. Οι χρήστες μπορούν επίσης να υπολογίσουν τον αντίκτυπο των διαφορετικών χρονικών διαστημάτων θεραπείας στη θεραπεία ενός ασθενούς. Αυτή η δυνατότητα μπορεί να βοηθήσει στον καθορισμό του εάν θα μεταφερθεί ένας ασθενής σε διαφορετική κλινική εάν το κενό στην προγραμματισμένη κλινική είναι πολύ μεγάλο ή εάν ο ασθενής μπορεί να περιμένει με ασφάλεια την επανέναρξη της θεραπείας.
Πώς επηρέασε ο COVID-19 την παροχή ακτινοθεραπείας;
EQD2Η VH μπορεί επίσης να ευθύνεται για αλλαγές στο συνολικό χρόνο θεραπείας και υποθανατηφόρα βλάβη στον φυσιολογικό ιστό, κάτι που ένα εμπορικό σύστημα μπορεί να μην είναι σε θέση να κάνει. Το πιο σημαντικό είναι ότι το εργαλείο δεν χρειάζεται να είναι συνδεδεμένο με το δίκτυο νοσοκομείων για να λειτουργήσει – μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμα κι αν οι διακομιστές ενός νοσοκομείου εξακολουθούν να ακρωτηριάζονται από μια επίθεση στον κυβερνοχώρο.
«Ακόμα αξιολογούμε την EQD2Το VH ως εργαλείο λήψης αποφάσεων», λέει η κύρια ερευνήτρια Margaret Moore από το University Hospital Galway. «Αποτελεί μέρος ενός τρέχοντος έργου που εξετάζει ασθενείς που λαμβάνουν πολλαπλές επαναλαμβανόμενες θεραπείες για ανακουφιστικά σχήματα όπου η δόση ανά κλάσμα δεν είναι τυπική και όπου μπορεί να υπάρχει επιλογή σχημάτων κλασμάτωσης που πρέπει να ληφθεί υπόψη. Μετατροπή της δόσης θεραπείας από έναν αριθμό θεραπειών με διαφορετικές κλασματοποιήσεις σε EQD2 επιτρέπει τη συσσώρευση της ραδιοβιολογικής δόσης στους ιστούς-στόχους και των OAR για μια συνολική επισκόπηση της δόσης, η οποία μπορεί να βοηθήσει στη λήψη αποφάσεων για την επιλογή περαιτέρω θεραπείας.»
