“原本想着模擬定位後,還要等幾天才能開始放療,沒想到在這臺機器上,只需二十幾分鍾,定位、放療就完成了!”腸癌患者老李從放療機器上走下來,這是他接受手術前接受新輔助放療療程的第一次治療。在放療控制室裏,醫生、物理師、技術員三方匯聚,協同完成了這次“一站式”放射治療。

日前,復旦大學附屬腫瘤醫院放射治療中心與聯影公司攜手打造全球首個“一站式”放療方案,讓第一次接受放療的腫瘤患者在同一臺機器上就可以完成放療模擬定位、影像採集、靶區勾畫、製作計劃、復位、計劃質控和拍攝驗證片、正式放療8個流程。而以往,從放療模擬定位到正式放療之前的7個環節,平均需等待3-15天不等。現在,患者可像老李一樣23分鐘“走完”放療全流程,大大縮短患者在正式放療前的等候時間以及多次來回醫院的奔波之苦。

70%腫瘤患者要放療,傳統流程耗時長

“放射治療利用射線的電離輻射作用來達到殺滅腫瘤細胞的目的,是惡性腫瘤的核心治療手段之一。約70%的惡性腫瘤患者在其整個多學科綜合治療的過程中需要接受放療,放療也被患者通俗地稱作‘照光’,”腫瘤醫院放射治療中心主任章真教授介紹,例如,以鼻咽癌爲代表的頭頸部腫瘤,通過放療或放化療綜合治療,在治癒腫瘤的同時能保留頭頸部重要器官和組織功能;局部進展期的直腸癌,在術前接受規範的新輔助放化療,可以降低術後復發、轉移的風險;乳腺癌患者保乳術後進行放療鞏固後,可以取得和全切術一樣的療效……

放射治療是一種需要多位不同專業方向的人員緊密配合、多環節層層相扣、需嚴格質控的高科技、高精度治療手段,涉及人員包括醫生、護士、物理師、劑量師、技師、加速器工程師、軟件和網絡工程師等。腫瘤病人到放射治療科就診,需要經過製作體模、模擬定位、影像採集、靶區勾畫、製作計劃、復位、計劃質控、拍攝驗證片8個步驟後,才能最終在放療設備上開始“照光”。

雖然常規的放射治療單次耗時一般在20分鐘內,但爲保證放射治療的高精度,在首次放療制定方案到實施治療的每一環節都必須做到鉅細無遺。特別是在現有放療過程中,首次放療前的各個步驟常常在不同物理空間進行,專業人員分批參與,由此導致了較長的等候時間,通常需要數天甚至更久。

醫生介紹,這個流程是爲了確保放療的質量與安全。

舉例來說,放療醫生在患者CT模擬定位後的影像上勾畫出射線照射目標和需要注意的關鍵正常組織,這叫“照射靶區”和“危及器官”。而後,放療醫生開出“放療申請單”,上面寫着各種靶區和危及器官的劑量。放療醫生給出的要求,是在靶區範圍內照光的劑量要“給足”,達到最高劑量。而危及器官,爲正常組織,這部分射線要控制在安全劑量內,以最大限度保護正常組織。

而後,這份放療醫生的“處方”就流轉到放療物理師手裏,也就是進入“製作放療計劃”流程,他們會在患者正式放療前,開展復位、質控和拍攝驗證片等工作,以確保放療計劃安全準確實施。

“這個過程一般需要3-15天左右,患者也要多次來醫院在不同的設備上配合,耗時、耗力。”放射治療中心胡偉剛教授表示,他們團隊也一直在思考如何能通過流程再造和最新物理工程技術,在保證不減少標準化流程的同時,減少患者治療等候時間。他們團隊從2016年起就通過流程梳理和人工智能研究,嘗試破題。

一站式平臺+AI方案,開啓放療2.0時代

章真教授介紹,“多年來,科室爲解決這一問題,一直在進行多種探索,並與大型醫療設備廠商聯合開發新設備,利用人工智能技術提升勾畫靶區和計劃設計效率等。”

兩年前,腫瘤醫院放療學科聯合醫療設備公司聯影推出的世界首臺一體化CT-linac,將模擬定位CT與放射治療“合二爲一”,實現了首次放療患者治療不必奔波於多個場所,在一張治療牀上即可完成放療全流程。

同時,腫瘤醫院放射治療中心物理師團隊早在數年前便研發了放療靶區智能勾劃技術和自動計劃技術,通過人工智能的深度學習,使得原本耗時數小時才能完成1-2個患者靶區勾畫與計劃工作,現在僅需幾分鐘便可完成,大幅提升放療計劃制定的效率。

基於兩項優勢技術,章真教授提出了“All-In-One”(智極一站式放療)方案,將“一站式”平臺與智能勾劃靶區和自動計劃技術“強強整合”到一個工作流,由多個專業人員協同,在同一個空間完成計劃制定和治療,將各環節間的等候時間壓縮至更短,達到智能和極速的一站式放療技術。

近日,“All-In-One”一站式放療方案在腫瘤醫院(浦東院區)完成首個腸癌術前新輔助放療患者的治療。過程中,醫生、物理師、技術員三方聚到控制室,爲患者模擬定位、影像採集、靶區勾畫、製作計劃、復位、計劃質控……並隨即開始放射治療,整個流程在23分鐘內一氣呵成,顛覆了傳統至少數天才能完成的任務。章真教授說,這是應用放療平臺+人工智能技術打造的全新腫瘤治療模式,標誌着腫瘤放療2.0時代開啓。

“不可思議”的全球首創放療新方案

首次臨牀應用的成功讓腫瘤醫院放療中心的醫務人員深受鼓舞。這項名爲“All-In-One”一站式放療方案首個案例完成治療時,腫瘤醫院放射治療中心副主任胡偉剛教授欣喜地發佈了一條朋友圈。一位遠在美國西雅圖的物理師看到後立即回覆:“太不可思議了!‘All-In-One’是全球首創的放療新方案!”

“一站式”放療方案背後,是腫瘤醫院放射治療中心團隊和聯影團隊一年多的協作開發和測試。在每天結束患者日常治療後,腫瘤醫院放射治療中心醫生、物理師與技術員及聯影科研人員共同討論、驗證,開展臨牀測試,最終共同促成了這項前所未有的技術創新與臨牀落地。

“這是一個鼓舞人心的開端,下一步我們將繼續探索技術的極限,以首次放療全流程15分鐘爲目標持續優化,並擬於近期在乳腺癌、鼻咽癌等病種開展臨牀技術研究以及應用。”章真主任說,這項技術也將對傳統放療體系的優化起到很好的促進作用。例如,放療靶區勾劃的即時性和智能化,將爲解決我國放射治療質量的同質性提供了新的解決方案。

作者:王懿輝 王廣兆 唐聞佳

圖:袁婧

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