放射治疗中全流程自动化的首次实现：直肠癌的一体化解决方案
医学物理
2022-02-25 v1
摘要
本工作旨在描述一种由 AI 驱动的放射治疗工作流程的技术特征，该流程实现了全流程自动化（All-in-One），评估其在直肠癌治疗床上初始治疗中的实施性能，并为放射治疗学科中全流程自动化的行为提供见解。All-in-One 工作流程基于集成 CT 的直线加速器开发。它将模拟、自动勾画、自动计划、图像引导、束流照射和体内质量保证（QA）等常规放射治疗程序整合到一个方案中，并包含关键决策点，同时患者在整个过程中均位于治疗床上。对于入组的十名直肠癌患者，自动勾画靶区仅需微小修改，修改前后的 Dice 相似系数和 95% Hausdorff 距离分别为 0.892±0.061 和 18.2±13.0 mm。自动勾画的正常组织和自动计划无需任何修改或重新优化即可达到临床可接受标准。所有方向上的治疗前 IGRT 校正均在 2 mm 以内，基于 EPID 的体内 QA 显示 γ 通过率优于 97%（3%/3 mm/10% 阈值）。整个过程耗时 23.2±3.5 分钟，主要取决于手动修改和计划评估所需的时间。All-in-One 工作流程通过无缝整合多个常规程序实现了整个放射治疗过程的完全自动化。这一一站式解决方案将准备首次治疗的时间从数天缩短至数分钟，显著改善了患者体验和工作流程效率，并展现了促进在线自适应重计划临床应用的潜力。
引用
@article{arxiv.2202.12009,
title = {First implementation of full-workflow automation in radiotherapy: the All-in-One solution on rectal cancer},
author = {Lei Yu and Jun Zhao and Fan Xia and Zhiyuan Zhang and Yanfang Liu and Wei Zhang and Jingjie Zhou and Jiazhou Wang and Weigang Hu and Zhen Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.12009},
year = {2022}
}