Automatic VMAT planning in RayStation for locally advanced cervical cancer
Abstract
Formål: Denne studien hadde som mål å utvikle et automatisk planleggingsskript forvolumetrisk modulert bueterapi (VMAT) av lokalavansert livmorhalskreft (LACC) forbruk i RayStation, for å erstatte manuell VMAT-planlegging i klinikken. De automatiskeVMAT-planene skulle følge de nye retningslinjene for gynekologisk kreft publisertav Helsedirektoratet i 2021 og bidra til redusert planleggingstid uten å påvirkeplankvaliteten negativt.
Materialer og metoder: Det automatiske planleggingsskriptet for VMAT ble designet tilå gi akkurat nok dose til målvolumene i følge de nye retningslinjene, og redusere dosentil risikoorganer (OARs) så mye som mulig. Manuelle VMAT-planer fra 25 LACCpasientermed og uten lymfeknutemetastase som har mottatt behandling ved St. OlavsHospital ble brukt som utgangspunkt for skriptoptimalisering og kvalitetsvurdering avde automatiske VMAT-planene. De automatiske VMAT-planene ble kvantitativt sammenlignetmed de manuelle VMAT-planene ved hjelp av dosestatistikk fra RayStationog VMAT-kvalitetssikringsmålinger (QA) med Delta4 fantomet. Planene ble kvalitativtsammenlignet i en blindtest med 10 pasienter utført av fysikere og doseplanleggerei klinikken.
Resultater: Det automatiske VMAT-planleggingsskriptet genererte en plan på 30-45minutter. Fra dosestatistikken leverte de automatiske VMAT-planene høye nok, menlavere doser til målvolumer enn de manuelle VMAT-planene. Dosen til de fleste OARsvar lik eller lavere med automatisk planlegging enn med manuell planlegging. Deautomatiske VMAT-planene hadde en signifikant høyere konformitetsindeks enn demanuelle VMAT-planene for alle målvolumer, hovedsakelig forårsaket av mindre doselekkasjetil friskt vev. QA-målingene viste at flere monitorenheter i de automatiske ennde manuelle VMAT-planene ikke påvirket linacens planleveringskvalitet negativt. For8/10 pasienter i blindtesten foretrakk minst 7/8 respondenter den automatiske fremforden manuelle VMAT-planen.
Konklusjon: Det automatiske planleggingsskriptet for VMAT utviklet for LACC-pasienterreduserte planleggingstiden uten å redusere plankvaliteten. Purpose: This study aimed to develop an automatic volumetric modulated arc therapy(VMAT) planning script for use in RayStation to replace manual VMAT planning forlocally advanced cervical cancer (LACC) in the clinic. The automatic VMAT plansshould follow the new dose constraints for cervical cancer published by the NorwegianDirectory of Health in 2021 and contribute to reduced planning time without negativeeffects on plan quality.
Materials and methods: The automatic VMAT planning script was designed to followthe new dose constraints and to deliver just enough doses to target volumes and as lowdoses as possible to organs at risk (OARs). Manual VMAT plans from 25 retrospectiveLACC patients with and without lymph node metastasis treated at St. Olavs Hospitalin 2020-2021 were used for script optimisation and quality assessment of the automaticVMAT plans. The automatic VMAT plans were quantitatively compared to the manualVMAT plans by dose statistics from RayStation and VMAT quality assurance (QA)measurements with the Delta4 phantom. The plans were qualitatively compared in ablind test with 10 patients performed by physicists and dose planners in the clinic.
Results: The automatic VMAT planning script generated one plan in 30-45 minutes.From the dose statistics, the automatic VMAT plans delivered high enough but lowerdoses to target volumes than the manual VMAT plans. Doses to most OARs weresimilar or lower with automatic than with manual VMAT planning. The automaticVMAT plans had a significantly higher conformity index than the manual VMAT plansfor all target volumes, mainly caused by less dose leakage to healthy tissue. In theQA measurements, the larger number of monitor units in the automatic VMAT planscompared to the manual VMAT plans had no negative effect on the linac’s deliveringquality of the plans. For 8/10 patients in the blind test, at least 7/8 respondentspreferred the automatic VMAT plan over the manual VMAT plan.
Conclusion: The automatic VMAT planning script developed for LACC patients didreduce planning time without reducing plan quality.