Reinventare il QA del paziente: la dosimetria EPID 3D sfrutta i calcoli Monte Carlo

La facilità d'uso e l'efficienza del flusso di lavoro incontrano la vera dosimetria 3D del paziente e il QA indipendente della radioterapia. Questa è la fatturazione anticipata per VERIQART EPID 3D, una suite di software di dosimetria EPID 3D che combina pretrattamento senza fantasma e in vivo Dosimetria EPID 3D in un'unica soluzione QA completamente automatizzata.

Sviluppato dal Istituto olandese per il cancro – Ospedale Antoni van Leeuwenhoek (NKI-AVL) ad Amsterdam e implementato da specialisti in dosimetria e QA PTW di Friburgo, in Germania, il nuovo modulo software, il cui rilascio commerciale completo è previsto nel primo trimestre del prossimo anno, rappresenta l'ultima estensione dell'offerta del fornitore VERIQA piattaforma per un QA completo del paziente.

Alla base dell'innovazione del prodotto all'interno di VERIQA RT EPID 3D c'è l'algoritmo di retroproiezione clinicamente testato di NKI-AVL, che è stato implementato per il QA di pretrattamento e in vivo verifica su più di 75,000 pazienti dal 2005 (vedi “Illuminating 3D back-projection”, sotto). Inoltre, VERIQA RT EPID 3D utilizza anche la correzione della disomogeneità basata su Monte Carlo in attesa di brevetto di PTW. La combinazione di questi due potenti algoritmi garantisce una ricostruzione della dose al paziente ad alta precisione per tutti i siti di trattamento (compresi quelli, come il polmone, caratterizzati da significative disomogeneità di densità in tutta la loro estensione).

Collabora, innova, automatizza

Dal punto di vista operativo, è utile che PTW abbia una collaborazione di lunga data con il Dipartimento di oncologia delle radiazioni NKI-AVL. Da ciò deriva l'esperienza diretta della profonda conoscenza del dominio e del know-how clinico di quest'ultimo nel pretrattamento e in vivo Dosimetria EPID: approfondimenti che si riveleranno cruciali per massimizzare i benefici e i risultati clinici a lungo termine associati a VERIQA RT EPID 3D.

"Il team di fisica medica di NKI-AVL conosce a fondo la dosimetria EPID, sia dal punto di vista scientifico che clinico, ed è disposto a condividere le proprie conoscenze ed esperienze", spiega Julia-Maria Osinga-Blättermann, product manager di PTW per VERIQA RT EPID 3D. "Questo tipo di impegno rende NKI-AVL una scelta naturale per i veicoli motorizzati a due ruote e il partner ideale per aiutarci a fornire una soluzione di dosimetria EPID più incentrata sull'utente e integrarla nella piattaforma VERIQA".

Uno dei requisiti indispensabili di PTW per VERIQA RT EPID 3D è l'elevato grado di automazione. Ciò significa ridurre al minimo gli interventi dell'utente, afferma Osinga-Blättermann, con gli stessi flussi di lavoro standardizzati e automatizzati utilizzati per calcolare la dose del paziente 3D per il confronto con la prescrizione della dose "fondamentale" dal sistema di pianificazione del trattamento (TPS). “Nella clinica”, aggiunge, “l'utente deve solo trasportare i dati TPS in VERIQA e acquisire le immagini EPID in vivo durante il trattamento del paziente o 'attraverso l'aria' per il QA pretrattamento.

Il nome del gioco qui è dosimetria paziente 3D. In parole povere, VERIQA RT EPID 3D consente una vera verifica della dose 3D dalle immagini EPID acquisite ricostruendo la dose nell'anatomia del paziente. Ciò offre il significativo vantaggio clinico di confrontare la dose ricostruita EPID direttamente con la dose pianificata per il paziente, nonché il calcolo degli istogrammi dose-volume del paziente (DVH) sia per il pretrattamento che per in vivo dosimetria. "Una volta che un piano di trattamento è stato inviato a VERIQA", spiega Osinga-Blättermann, "VERIQA RT EPID 3D importerà e assegnerà automaticamente le immagini EPID corrispondenti e sa esattamente cosa fare dal calcolo e valutazione fino alla notifica e documentazione".

Una partnership vincente

La reciprocità, ovviamente, fornisce la cornice per tutte le collaborazioni di successo. In questo modo, l'accordo commerciale esclusivo con PTW ha senso anche per il team oncologico delle radiazioni NKI-AVL, non da ultimo in termini di ricavi associati alle licenze, reputazione, nonché la più ampia diffusione e adozione clinica del suo algoritmo di retroproiezione proprietario e Know-how di dosimetria EPID.

"La traduzione dell'innovazione del software in impatto clinico fa parte del DNA operativo qui", spiega Igor Olaciregui-Ruiz, responsabile della fisica del software nel gruppo di dosimetria NKI-AVL EPID (e quindi determinante per migliorare ulteriormente l'algoritmo di retroproiezione della clinica). "Vogliamo vedere il software che abbiamo creato adottato su larga scala dalla comunità di oncologia delle radiazioni, ma non possiamo farlo da soli", aggiunge. "È molto più facile farlo in collaborazione con un operatore commerciale affermato come i PTW".

Nella clinica, nel frattempo, VERIQA RT EPID 3D è destinato a produrre significative efficienze del flusso di lavoro in termini di preparazione ed esecuzione del QA. Tanto per cominciare, il software offrirà ai fisici medici l'opportunità di semplificare e velocizzare il loro QA di pretrattamento, dato che la generazione di immagini EPID "attraverso l'aria" senza la necessità di un fantasma significa molto meno sforzo a tutto tondo. Questi vantaggi si estendono a trattamenti più sicuri, anche perché VERIQA RT EPID 3D è in grado di rilevare errori clinicamente rilevanti attraverso in vivo ricostruzione della dose effettiva erogata al paziente dalle immagini EPID acquisite durante l'irradiazione del paziente. Ciò rende possibile non solo rilevare errori di dose che possono passare inosservati durante la verifica pretrattamento (ad es. cambiamenti nella posizione o nell'anatomia del paziente), ma anche valutare quantitativamente il loro impatto dosimetrico.

"Il nuovo modulo VERIQA RT EPID 3D è come un coltellino svizzero: offre una rapida soluzione di controllo qualità del paziente e fornisce alla catena di trattamento radioterapico una rete di sicurezza aggiuntiva", osserva Anton Mans, fisico medico presso NKI-AVL, responsabile del trattamento pianificazione e consegna utilizzando la dosimetria EPID.

In questo momento, PTW sta finalizzando l'integrazione di VERIQA RT EPID 3D nella struttura modulare della sua piattaforma di controllo qualità dei pazienti VERIQA di punta. Per il team di fisica medica, ciò significherà in definitiva la verifica di ogni frazione nel corso del piano di trattamento del paziente e, a un livello più granulare, la capacità di monitorare l'andamento della dose del paziente ricostruita dall'EPID nel tempo.

L'integrazione è importante lungo un'altra coordinata, con VERIQA RT EPID 3D in grado di sfruttare anche il motore di dose Monte Carlo 3D esistente di VERIQA. Quest'ultimo viene utilizzato per calcolare una correzione di disomogeneità per i siti di trattamento in cui l'algoritmo di retroproiezione tradizionalmente vacilla a causa di variazioni significative nella densità del tessuto, ad esempio la verifica dosimetrica nel polmone e nell'esofago.

"Oltre alla dose retroproiettata EPID", osserva Osinga-Blättermann, "applichiamo questa correzione di disomogeneità Monte Carlo per garantire di avere sempre la dose paziente 3D corretta indipendentemente dal sito di trattamento".

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