Valutazione e comparazione piani RT

iTA Plan
Progetto per la valutazione e comparazione dei piani RT

pc-piani-rt

Il progetto iTA Plan (Innovative Tools for Advanced analysis of radiotherapy treatment PLANs) ci ha permesso di sviluppare strumenti e algoritmi per la valutazione e comparazione di piani di trattamento radioterapici.

Dapprima abbiamo sviluppato un metodo accurato di calcolo degli istogrammi Dose-Volume (DVH). Poiché la valutazione dei piani di trattamento avviene tramite l’analisi delle distribuzioni di dose e dei DVH, abbiamo ritenuto necessario migliorare il calcolo dei DVH. Abbiamo effettuato un fine-tuning dei parametri dell’algoritmo per minimizzare le distanze tra i DVH calcolati con iTA Plan e i DVH esportati da diversi TPS. Per questa analisi sono stati generati circa 80 piani con 5 diversi TPS.

Abbiamo quindi implementato un metodo descritto in letteratura, il Plan Quality Metrics (PQM), da utilizzare come riferimento per la valutazione dei piani. Il PQM è un meccanismo di punteggio sofisticato che rimuove ogni ambiguità sugli obiettivi del piano di trattamento e fornisce un metodo equo per confrontare i risultati dei piani. L’algoritmo PQM viene utilizzato come un metodo oggettivo per quantificare la qualità di un piano, in particolare in termini di raggiungimento di obiettivi del piano di trattamento chiari e specifici. Abbiamo comparato i risultati ottenuti con iTA Plan e quelli ottenuti con PlanIQ (software sviluppato da Sun Nuclear che permette il calcolo di PQM) per 40 piani RT prostata e 13 piani HN. Tutti i piani sono stati generati utilizzando il TPS RayStation.

Successivamente abbiamo sviluppato un nuovo metodo per la valutazione e comparazione dei piani di trattamento. L’indice PQM ha una natura puntuale e parzialmente discreta. La sua efficacia descrittiva è limitata, soprattutto se applicata al confronto diretto tra un piano di riferimento e un piano alternativo. Un’idea per ottenere la necessaria disambiguazione tra DVH simili ma non identici è estendere il dominio di valutazione di ciascuna metrica (puntuale) all’intero dello spazio dose/volume. La somiglianza tra uno specifico DVH e un DVH ideale viene valutata mediante:

  • una funzione peso che descrive l’importanza di ciascun punto del DVH “ideale” nella valutazione complessiva;
  • per ogni punto del DVH ideale, una funzione che assegna un voto in base alla distanza minima tra il DVH da valutare e il punto stesso. La distanza è con il segno, per differenziare la penalità nel caso in cui la curva rispetti o non rispetti alcuni vincoli.

Abbiamo definito dei criteri di valutazione per i principali vincoli. La funzione di valutazione complessiva esprime la distanza di un piano di trattamento dal piano di trattamento ideale. Questo indice consente di descrivere anche piccole differenze tra due piani rispettando allo stesso tempo ciascun vincolo discreto.

Abbiamo sviluppato un’estensione del metodo proposto per consentire il confronto tra un piano di riferimento e un piano alternativo. Gli algoritmi e gli strumenti sviluppati sono stati implementati in iTA PACS.

Il progetto è stato co-finanziato dal POR FESR 2014-2020 della regione Friuli Venezia Giulia.

Abbiamo definito dei criteri di valutazione per i principali vincoli. La funzione di valutazione complessiva esprime la distanza di un piano di trattamento dal piano di trattamento ideale. Questo indice consente di descrivere anche piccole differenze tra due piani rispettando allo stesso tempo ciascun vincolo discreto.

Abbiamo sviluppato un’estensione del metodo proposto per consentire il confronto tra un piano di riferimento e un piano alternativo. Gli algoritmi e gli strumenti sviluppati sono stati implementati in iTA PACS.

Il progetto è stato co-finanziato dal POR FESR 2014-2020 della regione Friuli Venezia Giulia.

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