Alat pengambilan keputusan membantu merencanakan ulang radioterapi setelah serangan dunia maya

Serangan dunia maya terhadap rumah sakit dapat berdampak buruk, terutama bagi departemen radiologi dan radioterapi yang sangat bergantung pada teknologi untuk menjalankan fungsinya. Salah satu contohnya adalah serangan siber berskala nasional terhadap layanan kesehatan masyarakat Irlandia pada Mei 2021, yang mengganggu jadwal perawatan radioterapi untuk beberapa pasien kanker hingga 12 hari.

Setelah kejadian ini, fisikawan medis di Rumah Sakit Universitas Galway dan Universitas Nasional Irlandia Galway mulai mengembangkan alat internal untuk membantu membuat rencana perawatan radioterapi yang direvisi setelah terjadi gangguan. Alat tersebut – bernama EQD₂VH – menghitung rencana kompensasi pengobatan dan memungkinkan perbandingan visual dari semua pilihan rencana, serta analisis individual setiap struktur dalam rencana pasien. Para peneliti menjelaskan alat perangkat lunak baru di Jurnal Fisika Medis Klinis Terapan.

Radioterapi paling sering diberikan selama beberapa minggu dalam serangkaian dosis radiasi kecil (biasanya 2 Gy) yang disebut fraksi. Kesenjangan pengobatan yang tidak direncanakan – baik karena serangan dunia maya, kerusakan mesin, atau penyakit pasien – dapat menyebabkan kemunduran yang signifikan. Selama jeda tersebut, sel-sel kanker dengan cepat berkumpul kembali di jaringan tumor, mengakibatkan penurunan dosis radiobiologis ke volume target perencanaan (PTV).

Untuk mengatasi masalah ini, EQD₂VH menggunakan informasi histogram dosis-volume (DVH) yang diambil dari rencana awal pasien untuk melakukan perhitungan kesenjangan pengobatan. Penulis utama Katie O'Shea, dari National University of Ireland Galway, dan rekannya menjelaskan bahwa perangkat lunak tersebut mengubah dosis fisik di setiap wadah dosis (kisaran dosis antara titik data dalam DVH) menjadi dosis efektif biologis (BED). Hal ini menjelaskan efek repopulasi pada PTV dan efek kerusakan sub-mematikan pada jaringan normal yang tidak diperbaiki pada organ yang berisiko (OAR).

Setelah memodifikasi konversi BED untuk memperhitungkan variasi dosis di setiap struktur, menggunakan metode dosis variabel, alat tersebut mengubah BED untuk setiap struktur menjadi dosis setara dalam fraksi 2 Gy (EQD₂). Hal ini menormalkan setiap perlakuan terhadap fraksinasi konvensional dan memungkinkan untuk menjumlahkan rencana dengan skema fraksinasi yang berbeda secara bersamaan. EQD yang dihasilkan₂ DVH berbasis memberikan representasi 2D dampak strategi kompensasi kesenjangan pengobatan pada distribusi dosis PTV dan OAR, dibandingkan dengan rencana pengobatan yang ditentukan.

Untuk mengevaluasi EQD₂VH sebagai alat pengambilan keputusan klinis, para peneliti memilih lima pasien prioritas tinggi dengan tumor yang berkembang pesat yang jeda pengobatannya tidak boleh lebih dari dua hari. Ini termasuk empat pasien dengan kanker kepala dan leher yang menjalani radioterapi modulasi intensitas dan satu pasien kanker paru-paru yang menjalani radioterapi konformal 3D, yang memiliki jeda pengobatan selama 12 atau 13 hari. Kasus-kasus ini memungkinkan tim untuk mengevaluasi penggunaan EQD₂VH untuk pasien dengan fraksinasi konvensional (2 Gy) dan non-konvensional (2.2 Gy) serta waktu jeda pengobatan yang berbeda (dari sembilan hingga 46 hari setelah terapi).

Rencana pengobatan yang direvisi untuk setiap pasien didasarkan pada rencana awal mereka dengan perubahan dosis per fraksi atau jumlah fraksi. O'Shea menjelaskan bahwa rencana dan jadwal yang direvisi setiap pasien menggunakan kombinasi fraksinasi dua kali sehari, perawatan akhir pekan, dan peningkatan dosis hingga volume target untuk mengurangi efek populasi ulang sel.

Rencana tersebut membatasi pengobatan hingga enam fraksi per minggu dan mencegah fraksinasi dua kali sehari pada hari berturut-turut. Jika pengobatan yang ditentukan tidak dapat diselesaikan dalam jangka waktu yang ditentukan, para peneliti menyelidiki rencana menggunakan hipofraksionasi (pemberian peningkatan dosis per fraksi). Mereka mampu membandingkan secara visual dan kuantitatif berbagai rencana yang telah direvisi dengan rencana awal pasien untuk menentukan mana yang akan memberikan dosis terbaik untuk PTV dengan dosis terendah untuk OAR.

Para peneliti mencatat bahwa representasi 2D dari setiap struktur individu di EQD₂VH memberikan analisis yang lebih mendalam dibandingkan metode penghitungan dosis titik 1D yang direkomendasikan Royal College of Radiologists (RCR) yang saat ini digunakan untuk mengelola kesenjangan radioterapi. Representasi 1D dari distribusi dosis dalam suatu volume tidak memperhitungkan OAR yang biasanya memiliki distribusi dosis yang tidak seragam dan dapat memperkirakan dosis OAR secara berlebihan. Selain itu, EQD₂Alat VH dapat membuat rencana untuk jangka waktu kesenjangan pengobatan apa pun, sedangkan pedoman RCR didasarkan pada kesenjangan standar empat hingga lima hari.

Manfaat tambahan dari alat baru ini mencakup kemampuan untuk memantau setiap OAR dalam rencana pasien untuk meminimalkan peningkatan dosis lebih lanjut yang dapat menyebabkan toksisitas yang lebih akut. Pengguna juga dapat menghitung dampak durasi kesenjangan pengobatan yang berbeda terhadap pengobatan pasien. Kemampuan ini dapat membantu menentukan apakah akan memindahkan pasien ke klinik lain jika jeda waktu di klinik yang dijadwalkan terlalu lama atau apakah pasien dapat dengan aman menunggu hingga pengobatan dilanjutkan.

EQD₂VH juga dapat menyebabkan perubahan waktu pengobatan secara keseluruhan dan kerusakan subletal pada jaringan normal, yang mungkin tidak dapat dilakukan oleh sistem komersial. Yang terpenting, alat ini tidak perlu terhubung ke jaringan rumah sakit agar dapat berfungsi – alat ini dapat digunakan meskipun server rumah sakit masih lumpuh karena serangan dunia maya.

“Kami masih mengevaluasi EQD₂VH sebagai alat pengambilan keputusan,” kata peneliti utama Margaret Moore dari University Hospital Galway. “Ini adalah bagian dari proyek saat ini yang meninjau pasien yang menerima beberapa perawatan ulang untuk rezim paliatif di mana dosis per fraksi tidak standar dan mungkin terdapat pilihan skema fraksinasi yang perlu dipertimbangkan. Mengubah dosis pengobatan dari sejumlah perlakuan dengan fraksinasi berbeda menjadi EQD₂ memungkinkan dosis radiobiologis untuk menargetkan jaringan dan OAR diakumulasikan untuk gambaran umum dosis secara keseluruhan, yang dapat membantu pengambilan keputusan untuk pilihan pengobatan lebih lanjut.”