Un outil d'aide à la décision aide à replanifier la radiothérapie après une cyberattaque

Les cyberattaques contre les hôpitaux peuvent avoir un impact dévastateur, en particulier pour les services de radiologie et de radiothérapie qui dépendent particulièrement de la technologie pour fonctionner. Un bon exemple est la cyberattaque nationale contre les services de santé publique irlandais en mai 2021, qui a interrompu les traitements de radiothérapie programmés pour certains patients atteints de cancer pendant jusqu'à 12 jours.

Suite à cet incident, les physiciens médicaux de Hôpital universitaire de Galway et par Université nationale d'Irlande Galway a commencé à développer un outil interne pour aider à créer des plans de traitement de radiothérapie révisés après des interruptions. L’outil – nommé EQD₂VH – calcule les plans de compensation des traitements et permet une comparaison visuelle de toutes les options de plan, ainsi qu'une analyse individuelle de chaque structure du plan d'un patient. Les chercheurs décrivent le nouvel outil logiciel dans le Journal de physique médicale clinique appliquée.

La radiothérapie est le plus souvent administrée sur plusieurs semaines sous forme d'une série de petites doses de rayonnement (classiquement 2 Gy) appelées fractions. Les interruptions de traitement imprévues – qu’elles soient dues à des cyberattaques, à des pannes de machines ou à la maladie d’un patient – ​​peuvent entraîner des revers importants. Durant ces intervalles, les cellules cancéreuses se repeuplent rapidement dans le tissu tumoral, entraînant une diminution de la dose radiobiologique par rapport au volume cible de planification (PTV).

Pour résoudre ce problème, EQD₂VH utilise les informations de l'histogramme dose-volume (DVH) extraites des plans originaux des patients pour effectuer des calculs d'écart de traitement. L'auteur principal Katie O'Shea, de l'Université nationale d'Irlande à Galway, et ses collègues expliquent que le logiciel convertit la dose physique dans chaque bac de dose (la plage de dose entre les points de données dans un DVH) en dose biologiquement efficace (BED). Cela explique à la fois les effets de repeuplement dans le PTV et les effets des dommages sublétaux sur les tissus normaux non réparés des organes à risque (OAR).

Après avoir modifié la conversion BED pour tenir compte des variations de dose dans chaque structure, à l'aide d'une méthode à dose variable, l'outil convertit le BED de chaque structure en dose équivalente en fractions de 2 Gy (EQD₂). Cela normalise chaque traitement par rapport au fractionnement conventionnel et permet de résumer les plans avec différents schémas de fractionnement. L'EQD résultant₂ Le DVH basé sur le traitement fournit une représentation 2D de l'impact des stratégies de compensation des écarts de traitement sur les distributions de doses PTV et OAR, par rapport au plan de traitement prescrit.

Pour évaluer l’EQD₂VH comme outil de prise de décision clinique, les chercheurs ont sélectionné cinq patients hautement prioritaires atteints de tumeurs à croissance rapide dont les délais de traitement ne devraient pas dépasser deux jours. Cela comprenait quatre patients atteints d'un cancer de la tête et du cou subissant une radiothérapie à intensité modulée et un patient atteint d'un cancer du poumon subissant une radiothérapie conformationnelle 3D, qui présentaient des intervalles de traitement de 12 ou 13 jours. Ces cas ont permis à l'équipe d'évaluer l'utilisation de l'EQD₂VH pour les patients présentant un fractionnement à la fois conventionnel (2 Gy) et non conventionnel (2.2 Gy) et différentes durées d'intervalle de traitement (de neuf à 46 jours après le début de leur traitement).

Les plans de traitement révisés pour chaque patient étaient basés sur leurs plans initiaux, la dose par fraction ou le nombre de fractions étant modifiés. O'Shea explique que le plan et le calendrier révisés de chaque patient utilisaient une combinaison de fractionnement deux fois par jour, de traitements le week-end et d'une dose accrue au volume cible pour réduire les effets du repeuplement cellulaire.

Les plans limitaient le traitement à six fractions par semaine et interdisaient le fractionnement deux fois par jour pendant des jours consécutifs. Si le traitement prescrit ne pouvait pas être effectué dans les délais requis, les chercheurs ont étudié des plans utilisant l'hypofractionnement (administration d'une dose accrue par fraction). Ils ont pu comparer visuellement et quantitativement divers plans révisés avec le plan original du patient afin de déterminer lequel délivrerait la meilleure dose au PTV avec la moindre dose aux OAR.

Les chercheurs notent que la représentation 2D de chaque structure individuelle dans EQD₂VH fournit une analyse plus approfondie que la méthode de calcul de dose ponctuelle 1D recommandée par le Royal College of Radiologists (RCR), actuellement utilisée pour gérer les lacunes en radiothérapie. Une représentation 1D de la distribution de dose dans un volume ne tient pas compte des OAR ayant généralement une distribution de dose non uniforme et pourrait surestimer la dose d'OAR. De plus, l'EQD₂L'outil VH peut créer des plans pour n'importe quelle durée d'intervalle de traitement, alors que les lignes directrices du RCR sont basées sur un intervalle standard de quatre à cinq jours.

Les avantages supplémentaires du nouvel outil incluent la capacité de surveiller chaque OAR dans le plan du patient afin de minimiser les augmentations de dose supplémentaires qui pourraient entraîner des toxicités plus aiguës. Les utilisateurs peuvent également calculer l'impact de différentes durées d'intervalle de traitement sur le traitement d'un patient. Cette fonctionnalité peut aider à déterminer s'il convient de transférer un patient vers une autre clinique si l'attente à la clinique programmée est trop longue ou si le patient peut attendre en toute sécurité la reprise du traitement.

DQE₂La VH peut également expliquer des changements dans la durée globale du traitement et des dommages sublétaux dans les tissus normaux, ce qu'un système commercial pourrait ne pas être en mesure de faire. Plus important encore, l'outil n'a pas besoin d'être connecté au réseau de l'hôpital pour fonctionner : il peut être utilisé même si les serveurs d'un hôpital sont toujours paralysés par une cyberattaque.

«Nous évaluons toujours l'EQD₂VH comme outil de prise de décision », déclare la chercheuse principale Margaret Moore de l'hôpital universitaire de Galway. « Cela fait partie d'un projet en cours examinant les patients recevant plusieurs retraitements pour des régimes palliatifs où la dose par fraction n'est pas standard et où il peut y avoir un choix de schémas de fractionnement à considérer. Conversion de la dose de traitement d'un certain nombre de traitements avec des fractionnements différents en EQD₂ permet d’accumuler la dose radiobiologique destinée aux tissus cibles et aux OAR pour un aperçu global de la dose, ce qui peut aider à la prise de décision pour le choix d’un traitement ultérieur.