Gammaveitsen radiokirurgian suunnittelualgoritmin arviointipöytäkirja (SPEED)

Gamma Knife -sädekirurgian hoitosuunnitelmien kehittämisprosessi on nykyään hyvin riippuvainen inhimillisen asiantuntemuksen tasosta, mikä johtaa hoidon suunnittelun luontaisten ominaisuuksien ja radiokirurgian hoidon laadun suureen heterogeenisuuteen.

Nykyiset käänteiset suunnittelujärjestelmät, vaikka ne ovatkin edenneet huomattavasti viime vuosina, tuottavat edelleen asiantuntijan saavuttamia huonompia tuloksia.

Perinteisesti kokenut dosimetrisuunnittelija toimii pääasiassa isosentrien sijainnin koordinaattien, kollimaattorien koon, sektorikohtaisesti ja kunkin isosentrin säteilytysajan perusteella. Teoriassa näiden muuttujien yhdistelmä tarjoaa pääsyn miljardeihin kombinatoriikoihin, joiden monimuotoisuus ylittää paljon ihmismielen laskennalliset mahdollisuudet. Dosimetrinen suunnittelija käyttää siksi hyvin pientä osaa mahdollisten kuvioiden kirjosta toistamalla aina rajoitetun määrän empiirisiä ratkaisuja.

Intuitive Therapeutics on kehittänyt uuden matemaattisen algoritmin, joka pystyy automaattisesti testaamaan erittäin lyhyessä ajassa kaikki kombinatoriset mahdollisuudet ja konvergoimaan erittäin nopeasti ratkaisuun, joka parhaiten täyttää neurokirurgin määrittelemät kliiniset, anatomiset ja dosimetriset tavoitteet. Järjestelmän nopean käsittelyn ansiosta käyttäjä voi myös muokata rajoituksia ja tarkentaa ehdotettua tulosta reaaliajassa.

Tämän algoritmin suorituskyvyn todellisuuden osoittaminen antaisi kokemattomillekin käyttäjille mahdollisuuden kehittää korkean suorituskyvyn suunnittelua potilaan eduksi radiokirurgian hoitotulosten teho/toksisuussuhteen optimoimiseksi.

Ensisijaisena tavoitteena on verrata Innovative Therapeuticsin kehittämän algoritmin tuottamien aikataulujen laatua yli 15 000 dosimetristä suunnittelua ja radiokirurgista toimenpidettä suorittaneen asiantuntijan tuottamiin aikatauluihin.

Pääasiallinen vertailukriteeri on Paddick-indeksi.

Toissijaiset vertailukriteerit ovat:

• Vaatimustenmukaisuusindeksi
• selektiivisyysindeksi
• Gradienttiindeksi
• Suurin, pienin, keskimääräinen annos riskirakenteissa
• Annoksen jakautuminen tavoitetilavuudessa
• Hoitoaika (samalla lähteellä)
• Suunnitelman toteuttamisaika

Se valittiin potilaiden hoitoon, joilla on vestibulaarinen Schwannoma TAI useita aivometastaaseja (> 5), joita hoidettiin yhdellä hoitokerralla Gamma Knife TAI paraoptisella meningioomalla hypofraktioidussa hoidossa Gamma Knife -veitsellä, jossa on rajoitusmaski ja visuaaliset polut sisällytetään tavoitetilavuuden suunnitteluun. .

Tutkimuksen tavoitteena on osoittaa ainakin tämän uuden menetelmän ei-alempiarvoisuus Paddick-indeksiin perustuvaan asiantuntijakäyttäjään verrattuna. Tällä indeksillä on jatkuvat arvot välillä 0 ja 1, 0 on pahin tapaus ja 1 on ihanteellinen ratkaisu. Jokaiselle patologialle tarvittavan näytekoon määrittämiseksi tarvitaan pilottivaihe. Tämä vaihe voidaan suorittaa takautuvasti käyttämällä asiantuntijakäyttäjän jo määrittelemiä hoitoja. Tämän pilottivaiheen avulla voimme tunnistaa indeksiarvojen välisen odotettavissa olevan eron ja tämän eron vaihtelun. Näiden arvojen perusteella voimme määrittää otoksen koon, jolloin voimme tilastollisesti testata tämän uuden laitteen ei-alempiarvoisuutta tai jopa paremmuutta. Pilottivaiheessa mukana olevien tapausten lukumäärän tulisi olla vähintään kymmenen ja enintään kolmekymmentä tapausta. Tämän pilottivaiheen aikana integroitavien tapausten lukumäärän valinta riippuu ensimmäisissä tapauksissa saatujen erojen homogeenisuudesta. Näiden arvojen avulla voimme laskea otosten koon, jotka ovat tarpeen sekä ei-alempiarvoisuuden että paremmuuden tutkimuksessa. Laskettujen näytteiden kokojen mukaan teemme valinnan varmistaaksemme, että tämä tutkimus tapahtuu odotetun ajan.