Vérification automatisée du volume dosimétrique 3D : se préparer à des scénarios de planification complexes

La vérification indépendante a toujours été, et sera probablement encore longtemps, la principale proposition de valeur du logiciel de vérification secondaire de l’assurance qualité RadCalc. Depuis plus de vingt ans, cette suite d’outils d’assurance qualité (QA) largement utilisés qui ont permis aux physiciens d’hôpitaux et aux dosimétristes de vérifier de manière entièrement automatisée et indépendante la dosimétrie de leurs systèmes de planification des traitements (SPT) de radiothérapie, constitue une étude de cas. De plus, l’innovation permanente en matière de produits a permis à la proposition de valeur de RadCalc de progresser considérablement l’année dernière avec le déploiement clinique de la vérification automatisée du volume dosimétrique 3D, résultat de l’intégration réussie des algorithmes de superposition-convolution Collapsed Cone et Monte Carlo dans la plateforme. « Grâce à la vérification de doses en 3D, nous offrons aux utilisateurs finaux une plus grande certitude concernant la validation du volume de traitement planifié, tout en facilitant l’évaluation de la qualité du plan en comparant la dose reçue par les structures critiques adjacentes et les organes à risque », explique Craig Laughton, directeur technique et cofondateur du portefeuille de logiciels RadCalc, qui fait partie de la gamme croissante de produits d’assurance qualité en radiothérapie de LAP. « Cette certitude se traduit par une amélioration de la précision du ciblage et de la distribution des doses ; et, en fin de compte, par de meilleurs résultats de traitement, pour plus de 2 300 centres anticancéreux qui utilisent quotidiennement RadCalc pour l’assurance qualité des patients. »

Dans le cadre de ce processus d’assurance qualité, il suffit au physicien d’exporter un plan de traitement via DICOM RT et RadCalc vérifiera automatiquement le plan à l’aide d’un algorithme Monte Carlo ou Collapsed Cone, générant des résultats en quelques minutes. Si le plan de traitement ne répond pas à divers critères prédéfinis, RadCalc invitera l’utilisateur à examiner la situation à l’aide d’une série d’outils d’analyse des doses. « L’utilisateur peut découper le plan comme il le souhaite en utilisant nos flux de travail traditionnels éprouvés », ajoute Craig Laughton, « tandis que les nouvelles fonctions fiables de RadCalc évaluent la cause de toute divergence et déterminent la marche à suivre. »

Une approche 3D de l’assurance qualité des patients

Joshua Robinson et ses collègues de l’hôpital des anciens combattants James A Haley à Tampa, en Floride, comptent parmi les premiers utilisateurs de l’algorithme de superposition-convolution Collapsed Cone de RadCalc. Joshua Robinson est l’un des quatre physiciens médicaux du programme de radio-oncologie de la clinique, qui supervise un ensemble de trois machines de traitement Varian (dont un nouveau système TrueBeam Edge en cours de mise en service) et un système de traitement Accuray CyberKnife, une plateforme de radiothérapie robotisée largement utilisée dans le traitement de toute une série de maladies par radiochirurgie stéréotaxique (RCS) et radiothérapie corporelle stéréotaxique (SBRT). « Notre clinique prend en charge les traitements anticancéreux d’une cohorte majoritairement masculine d’anciens combattants ; nous voyons donc beaucoup de patients atteints de tumeurs au niveau de la prostate, des poumons, du cerveau et du cou », explique Joshua. En ce qui concerne l’assurance qualité des patients, l’hôpital James A Haley utilise RadCalc depuis longtemps, le produit étant une technologie clé pour la configuration par défaut du service de radio-oncologie, qui consiste à « tout vérifier une seconde fois ». « Nous aimons beaucoup les fonctionnalités de RadCalc, ainsi que toute l’assistance qui l’accompagne », ajoute Joshua. « Le logiciel offre un moteur puissant pour les calculs de QA de seconde vérification, tandis que les rapports intuitifs s’intègrent parfaitement à notre flux de travail clinique. »

En tant que « client phare », la clinique de Tampa a fait partie des premiers sites de test bêta choisis pour évaluer la fonctionnalité de vérification automatisée du volume dosimétrique 3D de RadCalc, et plus particulièrement le nouvel algorithme de superposition-convolution Collapsed Cone du logiciel. Selon Joshua Robinson, il s’agit de maintenir la confiance dans la précision de l’assurance qualité pour les indications cliniques plus difficiles à traiter (par exemple, les petites cibles tumorales entourées d’hétérogénéités pulmonaires) et de fournir des vérifications indépendantes de l’assurance qualité pour toute une série de modalités de traitement avancées, y compris la RCS, la SBRT, la radiothérapie avec modulation d’intensité (IMRT), l’arcthérapie volumétrique modulée (VMAT) et l’hypofractionnement. « Nous sommes toujours en train d’évaluer l’algorithme Collapsed Cone dans le cadre de notre pratique clinique quotidienne », note Joshua. « Mais une chose est d’ores et déjà évidente : la vérification de doses en 3D augmente la probabilité d’obtenir une meilleure image, plus précise, de la diffusion des doses dans le corps du patient. Vous effectuez le calcul en vous basant sur la tomodensitométrie, tout comme le système de planification de traitement (SPT) effectue le calcul en se basant sur la tomodensitométrie, et vous ne vous fiez plus uniquement à un seul point de dose pour la comparaison de QA. »

C’est particulièrement important dans les scénarios de planification de traitement plus difficiles, comme les tumeurs avancées au cerveau et au cou et les maladies de la prostate et du rectum à un stade avancé, des indications qui nécessitent souvent des champs de traitement plus larges et fortement modulés, ce qui pose problème en termes de contrôles qualité conventionnels par point de dose. À court terme, Joshua Robinson entrevoit la plus grande opportunité clinique en matière de vérification de doses 3D chez les patients traités par SBRT pulmonaire de l’hôpital, permettant aux planificateurs de traitement de tenir compte de la dose élevée par fraction tout en ayant confiance dans les gradients de dose élevés calculés par le SPT. « Selon la taille de la tumeur et son emplacement dans le poumon, » précise-t-il, « les dosimétristes doivent utiliser une technique de planification plus complexe pour obtenir des gradients de dose élevés qui minimisent la dose reçue par la paroi de la cage thoracique adjacente, le cœur et les vaisseaux sanguins normaux. L’analyse gamma et la fonctionnalité de comparaison 3D de RadCalc nous aident à maintenir la confiance dans le plan de traitement, tout comme nos contrôles de QA du patient sur la machine de traitement. »

Feuille de route de l’assurance qualité

En ce moment, l’équipe RadCalc finalise l’élaboration du logiciel pour 2021 et les années suivantes, notamment la mise en place de fonctionnalités EPID 3D pour étayer l’assurance qualité IMRT et la vérification in vivo basées sur des mesures réelles. En bref, RadCalc importera les données/fichiers d’images EPID nécessaires, les traitera, puis les enverra au moteur de dosage Collapsed Cone pour calculer la dose. « La solution EPID 3D, associée à l’analyse des fichiers journaux de livraison, fournira la solution d’assurance qualité des patients la plus complète du marché », conclut Craig Laughton. Plus largement, l’intégration de RadCalc au groupe LAP (en janvier 2019) a ouvert de nouvelles possibilités de croissance au sein du portefeuille de produits évolutif de ce dernier pour la radiothérapie. L’offre de LAP pour les clients en radiothérapie comprend actuellement des systèmes laser pour le positionnement des patients, une suite de logiciels d’assurance qualité et des fantômes, ainsi que des technologies spécialisées de mise en forme du faisceau.

Retrouvez l'article original sur le site de Physics World.