Complexe behandelingen stimuleren de behoefte aan nauwkeurige verificatie - Physics World

Complexe behandelingen stimuleren de behoefte aan nauwkeurige verificatie - Physics World

Tijdstempel: 31 juli 2023 8:00 uur

Een end-to-end softwareoplossing van IBA Dosimetry biedt onafhankelijke, nauwkeurige en uitgebreide verificatiegegevens om de planning en uitvoering van uitdagende radiotherapiebehandelingen te begeleiden

myQA iON dosisverificatiesoftware van IBA Dosimetry
Verbetering van de nauwkeurigheid van de behandeling De myQA iON-dosisverificatiesoftware van IBA Dosimetry biedt nauwkeurige driedimensionale informatie over de dosisverdeling om de uitvoering van steeds complexere behandelplannen voor radiotherapie te helpen begeleiden. (Met dank aan: IBA-dosimetrie)

De toenemende complexiteit van behandelplannen voor radiotherapie vereist strengere en nauwkeurigere methoden voor het berekenen, meten en verifiëren van de stralingsdosis die aan de patiënt wordt toegediend. Met name voor stereotactische behandelingen, waarbij hoge stralingsniveaus worden geconcentreerd in kleine doelvolumes, wordt het voor klinisch fysici van cruciaal belang om toegang te hebben tot nauwkeurige informatie over het dosisprofiel en hoe dit zich verhoudt tot de anatomie van de patiënt.

Die behoefte aan nauwkeurigheid in het behandelplanningsproces is het leidende principe geweest achter het systeem van IBA Dosimetry voor patiëntspecifieke kwaliteitsborging (QA), genaamd mijnQA iON. myQA iON werd voor het eerst uitgebracht in 2019 voor gebruik bij protontherapie en werd in 2022 gelanceerd voor de fotonenradiotherapiesector. Het biedt een end-to-end-oplossing waarmee artsen toegang hebben tot uitgebreide en betrouwbare verificatie-informatie om het behandelingsproces te begeleiden en te beheren. Door onafhankelijke driedimensionale (3D) dosisberekeningen voor behandelplannen te combineren met meetgegevens uit de praktijk en bestralingslogbestanden, is de software ontworpen om radiotherapieklinieken te helpen hun workflowefficiëntie te vergroten en tegelijkertijd de patiëntveiligheid en behandelresultaten te verbeteren.

In het Duke University Medical Center heeft medisch fysicus Guoquiang Cui bijvoorbeeld het potentieel van myQA iON geëvalueerd voor het verbeteren van de stereotactische radiochirurgie (SRS)-behandelingen die zich op meerdere locaties tegelijk richten. “Deze SRS-plannen kunnen tussen de vijf en vijftien verschillende doelen hebben”, legt Cui uit. “Omwille van de efficiëntie van de toediening plannen we ze met behulp van één enkel isocentrum, zodat we slechts één dosis straling hoeven toe te dienen om ze allemaal tegelijk te behandelen.”

In de kliniek maken Cui en zijn team momenteel gebruik van een 2D-detectorarray om de dosisverdeling voor deze single-isocenter multiple-target (SIMT)-behandelingen te meten en te verifiëren. Deze op metingen gebaseerde aanpak stelt hen echter niet in staat gemakkelijk toegang te krijgen tot 3D-informatie over het stralingsprofiel, of de dosis te evalueren die tegelijkertijd aan alle doelen wordt toegediend. “We kunnen alleen naar het totale plan kijken”, zegt Cui. “Normaal gesproken controleren we een of twee doelen met behulp van de 2D-metingen, maar we verifiëren ze niet één voor één omdat dat te veel tijd zou kosten.”

MyQA iON maakt het daarentegen mogelijk om de totale 3D-dosisverdeling over het hele plan te onderzoeken, evenals de dosis die aan elk van de individuele doelen wordt toegediend. De onafhankelijke dosisberekening door het systeem maakt gebruik van de gouden standaard Monte Carlo-methode, die een volledige 3D-analyse biedt van de dosisverdeling in relatie tot de anatomie van de patiënt. “Het Monte Carlo-algoritme levert nauwkeurigere dosisberekeningen op dan het algoritme dat we doorgaans in ons planningssysteem gebruiken”, zegt Cui. “Het is iets langzamer, maar geeft nauwkeurige dosisinformatie over het volledige 3D-volume.”

Als extra verificatietool biedt de software ook toegang tot de logbestanden die tijdens de behandeling automatisch door het radiotherapiesysteem worden gegenereerd, waardoor nauwkeurige meetgegevens van de toegediende dosis worden verstrekt ter vergelijking met het behandelplan. Volgens Mehgan Boone, productmanager bij IBA Dosimetry voor software en integratie, zou toegang tot de logbestandsgegevens bijzonder nuttig kunnen zijn voor fractionele behandelingen, omdat artsen hierdoor de dosis kunnen controleren die in elke fractie wordt toegediend en eventuele daaropvolgende aanpassingen aan hun behandeling kunnen maken. plan. “Door de logbestanden in myQA iON te plaatsen, kunnen we de dosis berekenen die aan de patiënt wordt toegediend op basis van de informatie die door de behandelingsmachine wordt gegenereerd”, legt ze uit. "Deze onbewerkte leveringsgegevens zijn al beschikbaar voor de gebruiker. We bieden alleen klinische context, helpen gebruikers om bruikbare resultaten te bepalen en maken de gegevens toegankelijk vanaf één plek."

myQA iON evalueert een hersentumorbehandeling
Het plaatje compleet Als onderdeel van hun evaluatie van myQA iON gebruikten Guoqiang Cui en collega's van het Duke University Medical Center de software om een ​​SIMT-SRS-behandeling van zes afzonderlijke hersentumoren te verifiëren en evalueren (links). Het Monte Carlo-algoritme in myQA iON leverde nauwkeurige dosisberekeningen op (rechts) en maakte het mogelijk de dosis voor elk individueel doel tegelijkertijd te evalueren. Een 3D-gamma-analyse op basis van de logfile-gegevens van het radiotherapieapparaat toonde een vrijwel identieke match aan tussen de berekende en de afgegeven doses. (Met dank: G Cui)

Voor het evaluatiewerk aan de Duke University werden deze logbestandsgegevens gebruikt om de Monte Carlo-dosisberekeningen van myQA iON te vergelijken met de resultaten van het behandelingsplanningssysteem. In één voorbeeld gebruikten Cui en zijn team de software om een ​​SIMT-SRS-behandeling van de hersenen te plannen met zes afzonderlijke doelen van verschillende grootte. Ze ontdekten dat de Monte Carlo-methode uiterst nauwkeurige dosisberekeningen opleverde voor elk van de doelen, waarbij een 3D-gamma-analyse een nauwe overeenkomst aantoonde tussen de geplande en de toegediende doses. “De resultaten tot nu toe zijn veelbelovend”, zegt Cui. “Door de 3D-dosisinformatie uit myQA iON te combineren met de meetgegevens uit de logbestanden kunnen we een completer beeld krijgen van deze complexe SRS-plannen.”

Boone is het ermee eens dat de mogelijkheid om onafhankelijke dosisberekeningen te integreren met bestralingslogbestanden en real-world detectormetingen aanvullende inzichten kan bieden om de planning en levering van complexe behandelingen te begeleiden. “De onafhankelijke Monte Carlo-methode zorgt voor extra nauwkeurigheid, inclusief een volledige volumetrische analyse van de dosisverdeling”, zegt ze. “Het samenbrengen van alle informatie in een uniforme en geautomatiseerde softwareoplossing zorgt voor meer flexibiliteit en efficiëntie, waardoor de noodzaak wordt vermeden om gegevens uit verschillende systemen of computers te halen.”

De softwareoplossing is eenvoudig te installeren en intuïtief te gebruiken, waarbij het webgebaseerde portaal is ontworpen om klinische teams toegang te geven tot al hun QA-gegevens vanaf elk apparaat dat verbinding maakt met het ziekenhuisnetwerk. In de praktijk betekent dit dat er waarschijnlijk IT-expertise nodig is om het systeem in de kliniek te kunnen implementeren, zegt Cui. “De software moet naast de firewalls en beveiligingssystemen werken die op ziekenhuisnetwerken worden ingezet, en dat vereist een zorgvuldige configuratie door de IT-specialisten op onze afdeling”, zegt hij. “Voor onze specifieke klinische omgeving en praktijken is het grootste voordeel van myQA iON de aanvullende 3D-dosisinformatie die we kunnen verkrijgen voor onze complexe SRS-behandelingen.”

IBA van haar kant blijft de feedback van early adopters zoals Cui gebruiken om het myQA iON-systeem te verfijnen en te verbeteren. “We zullen nieuwe functies toevoegen zodat onze gebruikers onze software optimaal kunnen gebruiken”, zegt Boone. “We willen het systeem zo naadloos mogelijk maken en tegelijkertijd verdere verbeteringen op het gebied van automatisering en integratie realiseren.”

Tijdstempel:

Meer van Natuurkunde wereld