Het SunCHECK Quality Management Platform helpt medische fysici de radiotherapieworkflow te optimaliseren door de analyse van grootschalige klinische datasets te automatiseren. Elektronische beeldvormingsapparaten (EPID's) worden op grote schaal gebruikt als dosismeter in radiotherapie - zowel voor geautomatiseerde verificatie van de bestraling vóór de behandeling (zonder aanwezigheid van de patiënt) als voor transit in-vivo dosimetrie (met de patiënt in situ op de behandelingstafel). In het laatste geval is de motivatie om fouten en afwijkingen in de dosering op te sporen, bijvoorbeeld als gevolg van veranderingen in de anatomie van de patiënt tijdens de bestraling. Naast de onmiddellijke voordelen van transit in-vivo dosimetrie - voornamelijk als laatste veiligheidsnet voor de patiënt - opent volledig geautomatiseerde, op EPID gebaseerde transitdosimetrie voor medische fysici ook de weg naar patiëntspecifieke kwaliteitsborging (PSQA) op grote schaal. Anders gezegd: niet alleen afwijkingen van een individuele radiotherapie behandelingssessie ten opzichte van het behandelplan kunnen opgespoord worden, maar de cumulatieve (en steeds groeiende) reeks patiëntgegevens kunnen gebruikt worden als instrument om de workflow en procedures opnieuw te evalueren en te herdefiniëren. Een pionier op dit gebied is Dirk Verellen, dienstverantwoordelijke medische fysica bij het Iridium Netwerk, voor radiotherapie op meerdere locaties in de regio Groot-Antwerpen en Waasland in België. Deze dienst, die wordt bemand door 19 medisch fysici en zeven fysica-assistenten, is opgebouwd rond Varian behandelingssystemen die jaarlijks aan ongeveer 6000 patiënten geavanceerde kankerzorg leveren. Eerder dit jaar publiceerden Verellen en zijn team een grondige analyse van een vier jaar durende PSQA-dataset van een groot cohort patiënten met kanker van het Iridium Netwerk met uiteenlopende ziekte-indicaties. Hun bevindingen tonen een systematische correlatie tussen dosimetriemetingen in de tijd en aanpassingen binnen de klinische workflow. "Onze resultaten suggereren dat EPID in-vivo dosimetrie in staat is om het effect van bepaalde aanpassingen aan de workflow te beoordelen en dus kan helpen bij de continue kwaliteitsverbetering van de behandeling en de genezingsresultaten van patiënten," legt Verellen uit. De kern van het PSQA werkprogramma van Iridium Netwerk is het SunCHECK Quality Management Platform van Sun Nuclear (een Mirion Medical bedrijf), de Amerikaanse fabrikant van onafhankelijke QA oplossingen voor radiotherapiefaciliteiten en aanbieders van diagnostische beeldvorming. SunCHECK, dat eind 2017 en begin 2018 in de vier behandelcentra van het Antwerpse zorgsysteem werd geïnstalleerd, bestaat uit één enkele interface en database die een eenduidig beeld geven van de QA van patiënten en machines. SunCHECK Patient omvat alle aspecten van de patiënt QA van Iridium Netwerk, inclusief secundaire controles, fantoomloze QA voorafgaand aan de behandeling en geautomatiseerde in-vivo monitoring (met de EPID-gebaseerde metingen beheerd door SunCHECK's speciale PerFRACTION software module). "Met PerFRACTION hebben we aangetoond dat grootschalige klinische implementatie van in-vivo transitdosimetrie haalbaar is, zelfs voor complexe technieken", zegt Evy Bossuyt, een senior medisch fysicus in het team van Verellen en projectleider voor de integratie en doorlopende ontwikkeling van SunCHECK Patient binnen het Iridium Netwerk radiotherapieprogramma. "Op deze manier voegt PerFRACTION een extra dimensie toe aan de kwaliteitsborging van de patiëntbehandeling, waarbij een verscheidenheid aan afwijkingen aan het licht komt die zich uitstrekken over afwijkingen in de dosisberekening, machineproblemen, positionering van de patiënt en veranderingen in de anatomie van de patiënt (zoals gewichtsverlies, het verkleinen van de tumor en wisselende vulling van rectum en blaas tijdens de behandeling)." Naast de verbeterde foutdetectie heeft de medische fysica afdeling van het Iridium Netwerk de afgelopen vijf jaar een aanzienlijke vermindering gezien van de totale werklast en de tijd die het personeel besteed aan essentiële kwaliteitscontroles van patiëntbehandelingen. "Dat is te danken aan de hoge mate van automatisering van SunCHECK Patient en de ingebouwde toegankelijkheid van een webgebaseerd softwareplatform," merkt Bossuyt op. De nadruk op automatisering en online toegang is fundamenteel voor de retrospectieve PSQA-studie van het Iridium Netwerk die gegevens verzamelt van alle radiotherapiepatiënten die tussen september 2018 en augustus 2022 zijn behandeld. In totaal analyseerden Bossuyt en collega's 84.100 transit in-vivo dosimetriemetingen, verdeeld over vier jaarperiodes. Het team classificeerde de metingen ook per pathologie en in vier categorieën: technische problemen, plannings- en positioneringsproblemen, evenals anatomische veranderingen bij de patiënt. Een gedetecteerde afwijking in de meting wordt gelabeled als een “gefaalde meting” en moet uiteraard gecorrigeerd worden vooraleer de behandeling kan worden verdergezet. "We onderzochten of de waargenomen trends in de in-vivo dosimetrieresultaten in functie van de tijd een gevolg konden zijn van aanpassingen aan de klinische workflow," legt Bossuyt uit. "Ook andersom: of de impact van aanpassingen via de in-vivo dosimetrie waargenomen kon worden." Bossuyt en het projectteam stelden vast dat het aantal gefaalde metingen in verband met patiëntgerelateerde problemen in de loop van de studieperiode van vier jaar geleidelijk daalde van 9,5% tot 5,6% (zie "Verder lezen"). Bovendien blijkt uit een diepgaand onderzoek van de transitdosimetriegegevens een aaneenschakeling van succesverhalen die het effect van gerichte veranderingen in de workflow weerspiegelen. Gefaalde metingen als gevolg van positioneringsproblemen bij patiënten met borstkanker daalden bijvoorbeeld van 10,0% naar 4,9% na de invoering van extra beeldvorming; van 9,1% naar 3,9% bij patiënten met hoofd-halskanker na opleiding van de radiotherapie technologen over de positionering van de schouders van de patiënten; van 6,1% naar 2,8% bij patiënten met borstkanker na invoering van ultrahypofractionele bestraling van de borst (een kort schema bestaande uit slechts 5 behandelingssessies) met dagelijkse online beeldvorming voorafgaand aan de behandeling; en van 11,2% naar 4,3% bij behandeling van ledematen na invoering van een oppervlaktescanningstechniek voor positionering. Elders daalden, na een gerichte opleiding van de patiënten door diëtisten, gefaalde metingen te wijten aan anatomische veranderingen, van 10,2% tot 4,0% bij colorectale tumoren en van 6,7% tot 3,3% bij prostaattumoren. Verellen en Bossuyt denken al na over volgende stappen met betrekking tot de klinische exploitatie van PerFRACTION en transitdosimetrie. Een belangrijke piste die wordt onderzocht is automatisatie van offline (uiteindelijk online) aanpassingen van het bestralingsplan voor specifieke ziekte-indicaties zoals bijvoorbeeld hoofd-hals tumoren, waar de anatomie langzaam verandert in de loop van de behandeling. "Wij evalueren een workflow die significante veranderingen in de anatomie van de patiënt kan 'signaleren' op basis van metingen van de transitdosis over de voorgaande drie of vier fracties", aldus Verellen. "Automatisering is hier de sleutel tot succes," voegt hij eraan toe. "Als we de gegevens over de transitdosis gebruiken om aan te tonen dat de kwaliteit van het behandelplan geleidelijk afneemt, en kritische organen of gezonde weefsels een te hoge stralingsdosis dreigen te krijgen, is het tijd om een nieuw behandelingsplan te maken. Deze zogenaamde “adaptieve radiotherapie” wordt nu mogelijk gemaakt met ons patiënten QA-platform." Verder lezen Evy Bossuyt et al. 2023 Assessing the impact of adaptations to the clinical workflow in radiotherapy using transit in vivo dosimetry (phiRO 25 100420)