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Automated Radiation Target Contouring and Treatment Planning Via RATA: A Multi-Center RCT

2 de novembro de 2026 atualizado por: zhaoxiaohui

Automated Target Volume Contouring and Intelligent Treatment Planning Based on a Multi-Agent Collaborative Radiotherapy Large Model (RATA): A Multi-Center Validation and Prospective Randomized Controlled Trial

Radiotherapy, a cornerstone of comprehensive cancer treatment, relies heavily on clinician expertise for target volume contouring and treatment planning. Consequently, clinical practice is often constrained by procedural bottlenecks, inter-observer variability, and prolonged iterative feedback cycles. Although current artificial intelligence (AI) models have demonstrated progress in automated contouring, key limitations persist, including insufficient integration of multimodal clinical text, a lack of closed-loop dosimetric feedback, and limited generalizability across complex cancer types.

This study aims to develop and validate RATA (Radiotherapy Treatment Multi-Agent Assistant), a novel large model system powered by a collaborative multi-agent architecture. Driven by Large Language Model (LLM) decision engines, RATA processes pathological imaging, electronic health records (EHR), and multimodal medical data to construct a end-to-end, fully automated closed-loop pipeline encompassing "target contouring, plan design, dosimetric evaluation, and reflective refinement." Innovatively breaking through traditional unidirectional radiotherapy workflows, the system establishes a dosimetric feedback-driven adaptive iteration mechanism, leveraging dose distribution outcomes to guide multi-agent dynamic fine-tuning of target volumes, thereby mimicking the collaborative clinical logic between senior radiation oncologists and medical physicists.

For validation, this study adopts a multi-center, three-stage clinical validation framework-comprising multi-center retrospective validation, human-AI collaborative efficacy assessment, and a prospective randomized controlled trial (RCT)-to comprehensively evaluate the system's performance in improving contouring precision, mitigating experience-dependent disparities across clinician seniority, and reducing total workflow processing time. Implementation of the RATA platform holds potential to eliminate redundant operational steps, enabling a minute-level "scan-to-treat" response. Furthermore, its natural language interaction interface optimizes human-AI collaboration and substantially reduces clinical workload. Overall, this study not only establishes a standardized, intelligent assistance paradigm for precision radiation oncology but also provides essential evidence-based support and technological foundations for the clinical translation of multimodal AI in complex cancer management.

Visão geral do estudo

Status

Ainda não está recrutando

Condições

Intervenção / Tratamento

Tipo de estudo

Intervencional

Inscrição (Estimado)

62

Estágio

  • Não aplicável

Contactos e Locais

Esta seção fornece os detalhes de contato para aqueles que conduzem o estudo e informações sobre onde este estudo está sendo realizado.

Contato de estudo

Locais de estudo

    • Guangdong
      • Guangzhou, Guangdong, China, 510120
        • Sun Yat-sen Memorial Hospital, Sun Yat-sen University
        • Contato:
        • Investigador principal:
          • Xiaohui Zhao, MD

Critérios de participação

Os pesquisadores procuram pessoas que se encaixem em uma determinada descrição, chamada de critérios de elegibilidade. Alguns exemplos desses critérios são a condição geral de saúde de uma pessoa ou tratamentos anteriores.

Critérios de elegibilidade

Idades elegíveis para estudo

  • Filho
  • Adulto
  • Adulto mais velho

Aceita Voluntários Saudáveis

Não

Gêneros Elegíveis para o Estudo

Tudo

Descrição

Inclusion Criteria:

  • Pathologically confirmed malignant neoplasm requiring definitive or adjuvant radiotherapy.
  • Availability of verified pathology report.
  • Availability of baseline imaging examinations and diagnostic reports.
  • Availability of standardized and complete clinical electronic health records.

Exclusion Criteria:

  • Incomplete clinical, imaging, or follow-up data.
  • Presence of multiple primary malignancies.
  • Patients scheduled for salvage or palliative radiotherapy.

Plano de estudo

Esta seção fornece detalhes do plano de estudo, incluindo como o estudo é projetado e o que o estudo está medindo.

Como o estudo é projetado?

Detalhes do projeto

  • Finalidade Principal: Pesquisa de serviços de saúde
  • Alocação: Randomizado
  • Modelo Intervencional: Atribuição Paralela
  • Mascaramento: Solteiro

Armas e Intervenções

Grupo de Participantes / Braço
Intervenção / Tratamento
Experimental: RATA-Assisted Workflow Arm

Patients in this arm receive radiotherapy using the RATA-assisted "scan-to-treat" model. Patients remain in position on the couch while the Multi-Agent Collaborative Radiotherapy Large Model (RATA) executes target volume contouring, treatment planning, dosimetric evaluation, and reflective refinement in a closed-loop automated workflow, enabling rapid delivery of the first fraction.

An AI-driven multi-agent platform utilizing large language model decision engines to automatically perform target volume contouring, dosimetric plan generation, evaluation, and adaptive refinement for cancer radiotherapy.

Comparador Ativo: Standard Offline Workflow Arm

Patients in this arm follow the traditional offline clinical workflow. After initial simulation CT scanning, patients leave the treatment room while radiation oncologists and medical physicists manually perform target contouring and treatment planning according to standard practice. Patients return to the clinic at a later scheduled time for their first radiation fraction.

Conventional offline radiation therapy planning workflow, where target volume contouring and treatment planning are manually performed by radiation oncologists and medical physicists according to routine institutional protocols.

O que o estudo está medindo?

Medidas de resultados primários

Medida de resultado
Descrição da medida
Prazo
Total Closed-Loop Workflow Duration
Prazo: At the time of simulation and treatment planning for each participant (up to 1 day)

Total time (in minutes) required for the complete end-to-end radiotherapy planning closed-loop workflow, measured from initial CT simulation scan completion to final clinical treatment plan approval and readiness for first fraction delivery.

At the time of simulation and treatment planning for each participant (up to 1 day)

Medidas de resultados secundários

Medida de resultado
Descrição da medida
Prazo
Clinical Acceptance Rate of Treatment Plans
Prazo: At plan evaluation prior to treatment delivery (up to 1 day)

Percentage of treatment plans rated as clinically acceptable (score ≥3 on a 5-point Likert scale) by senior radiation oncologists without substantial manual re-planning.

At plan evaluation prior to treatment delivery (up to 1 day)
Planning Time and Workload Reduction Rate
Prazo: At plan evaluation prior to treatment delivery (up to 1 day)

Total clinician active manual intervention time (contour editing and plan optimization duration in minutes) and percentage of labor time saved compared to the standard manual workflow.

At plan evaluation prior to treatment delivery (up to 1 day)
Contouring Accuracy Metrics and Dosimetric Parameters
Prazo: At plan evaluation prior to treatment delivery (up to 1 day)

Geometric similarity metrics including Dice Similarity Coefficient (DSC), 95% Hausdorff Distance (HD95), and Average Surface Distance (ASD); dosimetric indicators including Target Coverage (V95%), Conformity Index (CI), Homogeneity Index (HI), and Organs-at-Risk (OAR) dose constraints.

At plan evaluation prior to treatment delivery (up to 1 day)
First Setup Verification Pass Rate
Prazo: At the first fraction of radiotherapy delivery (Day 1 of treatment)

Proportion of participants passing the initial positional setup and position verification check (e.g., CBCT/IGRT alignment) prior to the first fraction delivery on the treatment couch.

At the first fraction of radiotherapy delivery (Day 1 of treatment)

Colaboradores e Investigadores

É aqui que você encontrará pessoas e organizações envolvidas com este estudo.

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Colaboradores

Investigadores

  • Investigador principal: Xiaohui Zhao, MD, Sun Yat-Sen Memorial Hospital of Sun Yat-Sen University

Datas de registro do estudo

Essas datas acompanham o progresso do registro do estudo e os envios de resumo dos resultados para ClinicalTrials.gov. Os registros do estudo e os resultados relatados são revisados ​​pela National Library of Medicine (NLM) para garantir que atendam aos padrões específicos de controle de qualidade antes de serem publicados no site público.

Datas Principais do Estudo

Início do estudo (Estimado)

9 de novembro de 2026

Conclusão Primária (Estimado)

1 de fevereiro de 2029

Conclusão do estudo (Estimado)

28 de fevereiro de 2029

Datas de inscrição no estudo

Enviado pela primeira vez

2 de novembro de 2026

Enviado pela primeira vez que atendeu aos critérios de CQ

2 de novembro de 2026

Primeira postagem (Real)

6 de novembro de 2026

Atualizações de registro de estudo

Última Atualização Postada (Real)

6 de novembro de 2026

Última atualização enviada que atendeu aos critérios de controle de qualidade

2 de novembro de 2026

Última verificação

1 de novembro de 2026

Mais Informações

Termos relacionados a este estudo

Outros números de identificação do estudo

  • SYSKY-2026-406-03

Plano para dados de participantes individuais (IPD)

Planeja compartilhar dados de participantes individuais (IPD)?

NÃO

Informações sobre medicamentos e dispositivos, documentos de estudo

Estuda um medicamento regulamentado pela FDA dos EUA

Não

Estuda um produto de dispositivo regulamentado pela FDA dos EUA

Não

Essas informações foram obtidas diretamente do site clinicaltrials.gov sem nenhuma alteração. Se você tiver alguma solicitação para alterar, remover ou atualizar os detalhes do seu estudo, entre em contato com register@clinicaltrials.gov. Assim que uma alteração for implementada em clinicaltrials.gov, ela também será atualizada automaticamente em nosso site .