RadCalc bietet jetzt zusätzlich Verifikation für In-vivo-Dosimetrie

Auch beim aktuellen Release der RadCalc QA-Software für Zweitkontrollen dreht sich alles um kundenorientierte Innovation und kontinuierliche Verbesserung. Die neue Version bietet eine Suite häufig genutzter QA-Tools, mit der Medizinphysiker und Dosimetriker die Möglichkeit zur komplett automatisierten dosimetrischen Verifikation ihrer Therapieplanungssysteme (TPS) für Strahlenbehandlungen erhalten. Ein Highlight in RadCalc v7.2 ist die Markteinführung der EPID-basierten 3D-Funktionalität zur Unterstützung der messungsbasierten Patienten-QA und der Verifikation von In-vivo-Dosimetrie. Dabei bleiben Geschwindigkeit und Workflow-Effizienz weiterhin Prioritäten für das RadCalc Entwicklungsteam, nachdem bereits eine Reihe von Anpassungsfunktionen für intelligente Automatisierung in RadCalc AIR integriert wurden. RadCalc AIR fungiert innerhalb der Software als Kontrollzentrum für automatisierten Datenimport und automatisierte Berichterstellung.

Mit der Version v7.2 umfasst das RadCalc Portfolio für Berechnungen jetzt folgende Funktionen: Dosis-Zweitkontrollen unter Verwendung von Punktdosis-Analysen, 3D-Monte-Carlo- oder 3D-Collapsed-Cone-Faltungsüberlagerungs-Algorithmen zur Identifizierung klinisch relevanter Abweichungen innerhalb des gesamten Patientenvolumens; EPID für Vorbehandlungs-Dosimetrie: die Software rekonstruiert die Dosis aus dem ausgegebenen Vorbehandlungsplan auf Grundlage des ursprünglichen Planungs-CTs des Patienten (daraus ergibt sich ein direkter Vergleich mit der intendierten Dosis aus dem TPS und der sekundären 3D-Dosiskontrolle mit RadCalc); EPID für In-vivo-Dosimetrie zur Rekonstruktion der während der Behandlung abgegebenen Dosis: Diese Funktion ermöglicht einen direkten Vergleich zur tatsächlich abgegebenen Dosis, die auf Basis des ursprünglichen Planungs-CTs rekonstruiert wird, um Intrafraktions-Veränderungen im Patienten zu bewerten.

„Soweit wir wissen, leistet kein anderes Produkt im Markt etwas Vergleichbares wie RadCalc mit seiner In-vivo-3D-Funktion, die EPID-basierte Dosimetrie verwendet“, sagt Craig Laughton, CTO und Mitbegründer des RadCalc Software-Portfolios, das zur wachsenden QA-Produktgruppe von LAP im Bereich Strahlentherapie gehört. „In einer klinischen Umgebung“, ergänzt er, „gibt RadCalc 7.2 Medizinphysikern die Möglichkeit, das vollständige Dosisvolumen mit dem ursprünglichen Therapieplan abzugleichen und zu messen, welche Dosis während der Strahlentherapie tatsächlich in-vivo an den Patienten abgegeben wird.“ 

Dynamische Systeme

Solche Einblicke sind überaus wertvoll, da Patienten keine statischen, sondern dynamische Systeme sind, die sich ständig verändern. Zwischen Bestrahlungssitzungen können Patienten zum Beispiel an Gewicht zunehmen oder Gewicht verlieren; ihr Magen-, Blasen- oder Darminhalt verändert sich; die Organe können die Lage verändern, rotieren oder deformiert werden; Tumore können schrumpfen, sich bewegen oder rotieren.

Diese Veränderungen sind für traditionelle Strahlentherapie-Verfahren, die sich auf eine einzige CT-Aufnahme des Patienten zu Beginn der Behandlung stützen, unter Umständen problematisch. Die meisten Kliniken haben derzeit nur beschränkte Möglichkeiten, geometrische Deformationen in der Patientenanatomie im Zeitverlauf zu erfassen. Anders ausgedrückt: Ein Therapieplan, der auf die anfängliche Simulation abgestimmt ist, kann schon nach kurzer Zeit suboptimal sein, während im Verlauf einer Strahlentherapie normalerweise viele Fraktionen verteilt auf einen Zeitraum von einem Monat oder mehr verabreicht werden.

„Unser EPID-basiertes Modul erfasst sämtliche Veränderungen der Dosisabgabe über zahlreiche Fraktionen hinweg und leitet einen Austausch zwischen klinischen Physikern und Radioonkologen ein, damit man versteht, was im Patienten passiert,“ erklärt Laughton. „Dieser Dialog kann zum Ergebnis haben, dass für den Patienten neue Aufnahmen und ein neuer Plan gemacht werden – ein weiterer wichtiger Schritt hin zu einem stärker personalisierten Ansatz in der Strahlentherapie.“

Darüber hinaus unterstützt das 3D-EPID-Modul von RadCalc auch die neuesten hypofraktionierten und ultrahypofraktionierten Strahlentherapieprogramme, bei denen eine gesteigerte Dosis pro Fraktion zu einer signifikant verringerten Gesamtzahl der Behandlungen über einen verkürzten Zeitabschnitt hinweg führt. Das Ziel ist immer, die Zielgenauigkeit und die Präzision der Dosisverteilung zu verbessern und das Risiko kollateraler Schäden für benachbarte Organe und kritische Strukturen zu minimieren – bei einem Therapieverlauf, der sich lediglich über einige wenige hoch dosierte Fraktionen erstreckt.

„Bei einem hypofraktionierten Therapieprogramm“, so Laughton, „muss man sofort wissen, ob etwas nicht stimmt – zum Beispiel im Falle eines Gerätefehlers oder einer inkorrekten Patientenpositionierung. Man kann es sich nicht leisten, eine Woche zu warten, denn in einer Woche ist die Behandlung abgeschlossen und es ist zu spät.“

Automatisieren, um zu akkumulieren

Intelligente Automatisierung bleibt ein zentraler Aspekt bei der Weiterentwicklung von RadCalc, denn sie gibt Medizinphysikern die Möglichkeit, Prozesse mit Blick auf konkrete klinische Anforderungen zu optimieren. Entsprechende Beispiele sind individuell festgelegte DICOM-Tags zur Auslösung von Aktionen oder neu angepasste Layouts für übersichtlichere Workflows. „Wir sehen in der benutzerdefinierten Automatisierung einen Schlüsselfaktor“, sagt Carlos Bohorquez, RadCalc Produktmanager, „wobei es bei der Automatisierung letztlich vor allem darum geht, die Patientensicherheit zu erhöhen, menschliche Fehler zu vermeiden und das klinische Personal von manuellen QA-Aufgaben zu entlasten.“

Laut Bohorquez bringt die Version v7.2 wichtige Anpassungsoptionen für das Import- und Reporting-Tool RadCalc AIR, mit denen sich Workflows in klinischen Umgebungen optimieren lassen (z. B. der Import / Export klinischer Protokolle oder spezifische Toleranzkriterien für einzelne Therapiepläne basierend auf beliebigen DICOM-Tags, die sich aus dem Nutzer-TPS exportieren lassen). „Es ist ein ständiger Entwicklungsprozess, bei dem es darum geht, Klinikern echte und zuverlässige Automatisierung für bestehende und künftige Strahlentherapie-Technologien an die Hand zu geben“, erklärt Bohorquez.

Das trifft definitiv auf das neue 3D-EPID-Modul von RadCalc zu, das die benötigten EPID-Daten bzw. -Bilddateien zur Verarbeitung importiert, bevor sie zur Dosisberechnung an die Collapsed-Cone-Dosiereinheit gesendet werden. „Die EPID-basierte Lösung benötigt weitere Automatisierung, damit das Physikteam sie auf Offline-Basis routinemäßig adaptiv nutzen und manuelle Eingriffe in der RadCalc Benutzeroberfläche komplett vermeiden kann“, erläutert Bohorquez. „Dieser Aspekt steht im Fokus unserer Arbeit am nächsten Release, das in einigen Monaten herauskommt und den klinischen und betrieblichen Nutzen dieser Funktionalität erhöhen wird.“

Eine vorrangige Aufgabe liegt für das RadCalc Entwicklungsteam auch in der Nutzung von Scripting-Funktionen führender TPS-Produkte. Dazu merkt Bohorquez an: „Das sind praktisch Änderungen, die wir außerhalb von RadCalc implementieren, um die Automatisierungstools der Software für den Endnutzer in klinischen Umgebungen noch leistungsstärker zu machen.“

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