เครื่องมือในการตัดสินใจช่วยวางแผนการฉายรังสีใหม่หลังการโจมตีทางไซเบอร์

การโจมตีทางไซเบอร์ในโรงพยาบาลสามารถส่งผลกระทบร้ายแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแผนกรังสีวิทยาและรังสีรักษาที่ต้องพึ่งพาเทคโนโลยีเป็นพิเศษในการทำงาน กรณีตัวอย่างคือการโจมตีทางไซเบอร์ทั่วประเทศต่อบริการสาธารณสุขของไอร์แลนด์ในเดือนพฤษภาคม 2021 ซึ่งขัดขวางการรักษาด้วยรังสีรักษาตามกำหนดเวลาสำหรับผู้ป่วยมะเร็งบางรายนานถึง 12 วัน

หลังจากเหตุการณ์นี้ นักฟิสิกส์การแพทย์ที่ โรงพยาบาลมหาวิทยาลัยกัลเวย์ และ มหาวิทยาลัยแห่งชาติไอร์แลนด์กัลเวย์ เริ่มพัฒนาเครื่องมือภายในองค์กรเพื่อช่วยในการจัดทำแผนการรักษาด้วยรังสีบำบัดที่ได้รับการปรับปรุงหลังจากเกิดการหยุดชะงัก เครื่องมือนี้มีชื่อว่า EQD₂VH – คำนวณแผนการชดเชยการรักษาและเปิดใช้งานการเปรียบเทียบตัวเลือกแผนทั้งหมดด้วยภาพ ตลอดจนการวิเคราะห์แต่ละโครงสร้างในแผนของผู้ป่วย นักวิจัยอธิบายเครื่องมือซอฟต์แวร์ใหม่ใน วารสารฟิสิกส์การแพทย์คลินิกประยุกต์.

การฉายรังสีส่วนใหญ่มักจะส่งในช่วงหลายสัปดาห์ในชุดของปริมาณรังสีขนาดเล็ก (ตามธรรมเนียม 2 Gy) ที่เรียกว่าเศษส่วน ช่องว่างการรักษาที่ไม่ได้วางแผนไว้ – ไม่ว่าจะเกิดจากการโจมตีทางไซเบอร์ เครื่องจักรเสีย หรือการเจ็บป่วยของผู้ป่วย – อาจทำให้เกิดความพ่ายแพ้อย่างมาก ในระหว่างช่องว่างดังกล่าว เซลล์มะเร็งจะเพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็วในเนื้อเยื่อเนื้องอก ส่งผลให้ปริมาณรังสีชีวภาพลดลงตามปริมาณเป้าหมายการวางแผน (PTV)

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ EQD₂VH ใช้ข้อมูลฮิสโทแกรมของขนาด-ปริมาตร (DVH) ที่สกัดจากแผนผู้ป่วยดั้งเดิมเพื่อทำการคำนวณช่องว่างการรักษา ผู้เขียนนำ Katie O'Shea จาก National University of Ireland Galway และเพื่อนร่วมงานอธิบายว่าซอฟต์แวร์จะแปลงขนาดยาจริงในแต่ละถังบรรจุ (ช่วงของขนาดยาระหว่างจุดข้อมูลใน DVH) เป็นขนาดยาที่มีประสิทธิภาพทางชีวภาพ (BED) สิ่งนี้อธิบายถึงผลกระทบของทั้งการเพิ่มจำนวนประชากรใน PTV และผลกระทบของความเสียหายถึงขั้นเสียชีวิตต่อเนื้อเยื่อปกติที่ไม่ได้รับการซ่อมแซมในอวัยวะที่มีความเสี่ยง (OARs)

หลังจากปรับเปลี่ยนการแปลง BED เพื่อพิจารณาความแปรผันของขนาดยาในแต่ละโครงสร้าง โดยใช้วิธีปรับขนาดยาแบบแปรผัน เครื่องมือจะแปลง BED สำหรับแต่ละโครงสร้างเป็นขนาดยาที่เท่ากันในเศษส่วน 2 Gy (EQD₂). ซึ่งจะทำให้การรักษาแต่ละครั้งเป็นแบบการแยกส่วนแบบเดิมและทำให้สามารถรวมแผนที่มีแผนการแยกส่วนที่แตกต่างกันเข้าด้วยกันได้ EQD ที่เป็นผลลัพธ์₂ -DVH ที่อิงตามให้การแสดงแบบ 2 มิติของผลกระทบของกลยุทธ์การชดเชยช่องว่างการรักษาต่อการกระจายขนาดยา PTV และ OAR เมื่อเปรียบเทียบกับแผนการรักษาที่กำหนด

เพื่อประเมิน EQD₂VH เป็นเครื่องมือในการตัดสินใจทางคลินิก นักวิจัยได้เลือกผู้ป่วยที่มีความสำคัญสูงจำนวน 3 รายที่มีเนื้องอกที่เติบโตอย่างรวดเร็ว ซึ่งระยะห่างในการรักษาไม่ควรเกินสองวัน ซึ่งรวมถึงผู้ป่วย 12 รายที่เป็นมะเร็งศีรษะและคอที่ได้รับการรักษาด้วยรังสีรักษาแบบปรับความเข้ม และผู้ป่วยมะเร็งปอด 13 รายที่ได้รับการรักษาด้วยรังสีรักษาแบบ XNUMX มิติ ซึ่งมีช่องว่างการรักษา XNUMX หรือ XNUMX วัน กรณีเหล่านี้ทำให้ทีมประเมินการใช้ EQD ได้₂VH สำหรับผู้ป่วยที่มีการแยกส่วนทั้งแบบปกติ (2 Gy) และแบบไม่เป็นแบบแผน (2.2 Gy) และระยะเวลาการรักษาที่แตกต่างกัน (ตั้งแต่เก้าวันถึง 46 วันหลังการรักษา)

แผนการรักษาที่แก้ไขสำหรับผู้ป่วยแต่ละรายเป็นไปตามแผนเดิมโดยมีการเปลี่ยนแปลงขนาดยาต่อเศษส่วนหรือจำนวนเศษส่วน O'Shea อธิบายว่าแผนและตารางเวลาที่แก้ไขแล้วของผู้ป่วยแต่ละรายใช้การผสมผสานระหว่างการแยกส่วนวันละสองครั้ง การรักษาในช่วงสุดสัปดาห์ และเพิ่มขนาดยาตามปริมาณเป้าหมายเพื่อลดผลกระทบของการเพิ่มเซลล์

แผนจำกัดการรักษาที่หกส่วนต่อสัปดาห์และไม่รวมการแยกส่วนวันละสองครั้งในวันติดต่อกัน หากการรักษาตามที่กำหนดไม่สามารถดำเนินการให้เสร็จสิ้นได้ทันตามกรอบเวลาที่กำหนด นักวิจัยได้ตรวจสอบแผนโดยใช้การให้ยาลดขนาด (การให้ยาในปริมาณที่เพิ่มขึ้นต่อเศษส่วน) พวกเขาสามารถเปรียบเทียบแผนที่แก้ไขต่างๆ กับแผนดั้งเดิมของผู้ป่วยในเชิงภาพและในเชิงปริมาณ เพื่อพิจารณาว่าแผนใดจะส่งยา PTV ในปริมาณที่ดีที่สุดโดยให้ OARs น้อยที่สุด

นักวิจัยทราบว่าการแสดง 2D ของแต่ละโครงสร้างใน EQD₂VH ให้การวิเคราะห์เชิงลึกมากกว่าที่ราชวิทยาลัยรังสีแพทย์ (RCR) แนะนำวิธีการคำนวณปริมาณรังสีแบบจุด 1 มิติ ซึ่งปัจจุบันใช้ในการจัดการช่องว่างของรังสีรักษา การแสดง 1 มิติของการกระจายขนาดยาภายในปริมาตรไม่ได้คำนึงถึง OAR โดยทั่วไปจะมีการกระจายขนาดยาที่ไม่สม่ำเสมอและอาจประเมินค่า OAR สูงเกินไป นอกจากนี้ EQD₂เครื่องมือ VH สามารถสร้างแผนสำหรับระยะช่องว่างการรักษาใด ๆ ในขณะที่แนวทาง RCR จะขึ้นอยู่กับช่องว่างมาตรฐานสี่ถึงห้าวัน

ประโยชน์เพิ่มเติมของเครื่องมือใหม่ ได้แก่ ความสามารถในการตรวจสอบ OAR แต่ละครั้งในแผนของผู้ป่วยเพื่อลดการเพิ่มขนาดยาที่อาจก่อให้เกิดความเป็นพิษเฉียบพลันมากขึ้น ผู้ใช้ยังสามารถคำนวณผลกระทบของระยะเวลาช่องว่างการรักษาที่แตกต่างกันต่อการรักษาของผู้ป่วย ความสามารถนี้สามารถช่วยกำหนดว่าจะย้ายผู้ป่วยไปยังคลินิกอื่นหรือไม่ หากช่องว่างที่คลินิกที่กำหนดเวลาไว้ยาวเกินไป หรือผู้ป่วยสามารถรอการรักษาต่อได้อย่างปลอดภัยหรือไม่

อีคิวดี₂VH ยังสามารถอธิบายถึงการเปลี่ยนแปลงของเวลาการรักษาโดยรวมและความเสียหายเล็กน้อยถึงตายในเนื้อเยื่อปกติ ซึ่งระบบเชิงพาณิชย์อาจไม่สามารถทำได้ สิ่งสำคัญที่สุดคือ เครื่องมือนี้ไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับเครือข่ายของโรงพยาบาลเพื่อใช้งาน – สามารถใช้งานได้แม้ว่าเซิร์ฟเวอร์ของโรงพยาบาลจะยังคงพิการจากการโจมตีทางไซเบอร์

“เรายังคงประเมิน EQD₂VH เป็นเครื่องมือในการตัดสินใจ” นักวิจัยหลัก Margaret Moore จาก University Hospital Galway กล่าว “มันเป็นส่วนหนึ่งของโครงการปัจจุบันที่ตรวจสอบผู้ป่วยที่ได้รับการรักษาซ้ำหลายครั้งสำหรับระบอบการปกครองแบบประคับประคอง ซึ่งขนาดยาต่อเศษส่วนไม่ได้มาตรฐาน และอาจมีทางเลือกของแผนการแยกส่วนที่ต้องพิจารณา การแปลงปริมาณการรักษาจากการรักษาจำนวนมากที่มีการแบ่งส่วนต่างกันเป็น EQD₂ ช่วยให้ปริมาณรังสีชีวภาพไปยังเนื้อเยื่อเป้าหมายและสะสม OARs สำหรับภาพรวมปริมาณรังสีโดยรวม ซึ่งสามารถช่วยในการตัดสินใจเลือกการรักษาต่อไปได้”