इंटेलिजेंट समाधान रेडियोथेरेपी उपचार योजना को सुव्यवस्थित करते हैं - फिजिक्स वर्ल्ड

<a href="https://platoaistream.net/wp-content/uploads/2024/03/intelligent-solutions-streamline-radiotherapy-treatment-planning-physics-world-3.png" data-fancybox data-src="https://platoaistream.net/wp-content/uploads/2024/03/intelligent-solutions-streamline-radiotherapy-treatment-planning-physics-world-3.png" data-caption="डिज़ाइन द्वारा बुद्धिमान यूके में कैसल हिल अस्पताल में सीटी सिमुलेटर डीप-लर्निंग सॉफ़्टवेयर से लैस हैं जो स्वचालित रूप से जोखिम वाले अंगों का चित्रण करता है। (सौजन्य: सीमेंस हेल्थिनियर्स)">

इंटेलिजेंट सॉफ्टवेयर समाधान कैंसर रोगियों को सर्वोत्तम संभव देखभाल प्रदान करने के लिए विस्तारित नैदानिक ​​​​टीमों के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण बन गए हैं, खासकर उन लोगों को जिन्हें उच्च विकिरण खुराक का उपयोग करके अधिक जटिल उपचार की आवश्यकता होती है। अंतर्निहित कृत्रिम बुद्धिमत्ता वाले सॉफ़्टवेयर सिस्टम दोहराए जाने वाले कार्यों को स्वचालित कर सकते हैं, सीटी सिमुलेटर से निकाली जा सकने वाली जानकारी को बढ़ा सकते हैं, और बढ़ती संख्या में मामलों में देखभाल की स्थिरता सुनिश्चित कर सकते हैं।

यूके के कोटिंघम में कैसल हिल अस्पताल में, जो अपने छह रैखिक त्वरक के साथ हर महीने कई सौ मरीजों का इलाज करता है, संपूर्ण उपचार योजना प्रक्रिया में बुद्धिमान सॉफ्टवेयर तैनात किया गया है। हल यूनिवर्सिटी टीचिंग हॉस्पिटल्स एनएचएस ट्रस्ट के प्रमुख भौतिक विज्ञानी कार्ल हॉर्सफील्ड कहते हैं, "हम अपने पास मौजूद हर उपकरण का उपयोग करने का प्रयास करते हैं, चाहे वह सरल निर्णय वृक्ष हो या वाणिज्यिक सॉफ्टवेयर जो हमारे काम को आसान और अधिक कुशल बनाता है।" "राष्ट्रीय मॉडलों की तुलना में कई उपचार केंद्रों की तरह हमारे पास कर्मचारियों की कमी है, और हम उच्च गुणवत्ता वाली देखभाल प्रदान करने में मदद के लिए सॉफ़्टवेयर का उपयोग करते हैं।"

प्रक्रिया की शुरुआत में ही, सीटी सिमुलेटर पर स्वचालित सॉफ्टवेयर - सोमाटॉम गो.ओपन प्रो सीमेंस हेल्थिनियर्स से - रोगी के आकार से मेल खाने के लिए विकिरण खुराक को संशोधित करके छवियों की संवेदनशीलता को बनाए रखता है। स्कैनर एक स्मार्ट एल्गोरिदम से भी लैस हैं, जिसे डायरेक्ट i4D कहा जाता है, जो समय-समाधान वाली छवियों की गुणवत्ता में सुधार करता है जिनका उपयोग फेफड़ों के कैंसर के रोगियों की सांस लेने की गति को पकड़ने के लिए किया जाता है। आम तौर पर ये 4डी सीटी स्कैन केवल सटीक छवियां उत्पन्न करते हैं जब अधिग्रहण के समय के दौरान नियमित सांस ली जाती है, आमतौर पर लगभग दो मिनट, लेकिन फेफड़ों की स्थिति वाले रोगियों के लिए ऐसा शायद ही कभी होता है।

हॉर्सफ़ील्ड कहते हैं, "फेफड़े के मरीज अक्सर सीटी में जटिल और समस्याग्रस्त होते हैं, और मैंने यह आकलन करने के लिए स्कैन में काफी समय बिताया है कि 4डी फेफड़े के मरीजों के लिए छवियां चिकित्सकीय रूप से उपयुक्त हैं या नहीं।" "इस स्मार्ट एल्गोरिदम के साथ स्कैन पैरामीटर वास्तविक समय में रोगी की सांस लेने के अनुकूल होते हैं, जो सांस लेने के पैटर्न के अनियमित होने पर रेडियोग्राफरों को अधिग्रहण में अधिक आश्वस्त बनाता है।"

डायरेक्टऑर्गन्स नामक सीटी स्कैनर में एम्बेडेड एआई-संचालित समाधान का उपयोग करके और भी महत्वपूर्ण समय की बचत प्राप्त की जा सकती है, जो रोगी के महत्वपूर्ण अंगों को स्वचालित रूप से समोच्च करने के लिए छवि डेटा को एक गहन-शिक्षण एल्गोरिदम के साथ जोड़ती है। कैसल हिल में इलाज किए जाने वाले प्रत्येक कट्टरपंथी रोगी के लिए ऐसी स्वचालित रूपरेखा तैयार की जाती है, जिससे चिकित्सक को प्रत्येक संरचना को हाथ से खींचने की आवश्यकता से बचा जा सके। सिर और गर्दन जैसे भीड़भाड़ वाले उपचार स्थलों में, इससे लगने वाला समय एक घंटे या उससे अधिक कम हो सकता है। हॉर्सफ़ील्ड टिप्पणी करते हैं, "हमारे चिकित्सकों के लिए समय बचाना सर्वोपरि है, और ऑटोकॉन्टूरिंग यह सुनिश्चित करने का एक शानदार तरीका है कि वे कई रोगियों के लिए सरल कार्य नहीं दोहरा रहे हैं।"

महत्वपूर्ण बात यह है कि स्वचालित रूपरेखा की सटीकता - और इसलिए कितना समय बचाया जा सकता है - इनपुट डेटा की गुणवत्ता पर निर्भर करता है। DirectORGANS यहां एक महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है, क्योंकि यह सीटी स्कैन से एक विशेष डेटासेट को कैप्चर करता है जिसे डीप-लर्निंग एल्गोरिदम से सर्वोत्तम परिणाम उत्पन्न करने के लिए अनुकूलित किया गया है। हॉर्सफील्ड बताते हैं, "कई ऑटोकॉन्टूरिंग टूल क्लाउड में होस्ट किए जाते हैं, जिसका मतलब है कि उनके पास केवल उस स्कैन तक पहुंच है जो क्लिनिकल टीम की जरूरतों के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है।" "डायरेक्टऑर्गन्स को पसंद करने का एक कारण यह है कि यह अपना स्वयं का पुनर्निर्माण करता है, अंगों को जिस तरह से बनाया जाना चाहिए उससे मेल खाने के लिए प्राप्त करने वाले स्कैनर पर पैरामीटर सेट करता है।"

सॉफ्टवेयर फेफड़े, प्रोस्टेट, मूत्राशय और रीढ़ की हड्डी सहित कई सामान्य जोखिम वाले अंगों के लिए सटीक रूपरेखा तैयार करता है। एक बार बनने के बाद, कैसल हिल में मरीज़ का चिकित्सक हमेशा संरचनाओं की समीक्षा करता है, उन्हें आवश्यकतानुसार संपादित करता है, और मैन्युअल रूप से ट्यूमर का चित्रण करता है। महत्वपूर्ण रूप से, उपचार योजना के लिए उपयोग किए जाने से पहले चिकित्सक को रूपरेखा के अंतिम सेट को भी अनुमोदित करना होगा। हॉर्सफ़ील्ड कहते हैं, "एक चिकित्सक को अभी भी यह सुनिश्चित करने की ज़रूरत है कि एल्गोरिदम द्वारा निर्मित आकृतियाँ उद्देश्य के लिए उपयुक्त हैं।" "हम उन्हें अंगों की गुणवत्ता पर प्रतिक्रिया देने के लिए भी प्रेरित करते हैं, जो हमें कुछ आंतरिक गुणवत्ता आश्वासन प्रदान करता है।"

जबकि सॉफ़्टवेयर के प्रारंभिक संस्करण में 30 या 40 प्री-लोडेड संरचनाएँ शामिल थीं, नवीनतम रिलीज़ ने कवरेज और सटीकता में और भी सुधार किया है। उदाहरण के लिए, एक प्रमुख प्रगति, लिम्फ नोड श्रृंखलाओं को स्वचालित रूप से समोच्च करने की क्षमता है, जो आमतौर पर एक मैनुअल और श्रमसाध्य कार्य है। हॉर्सफील्ड बताते हैं, "प्रोस्टेट रोगियों के लिए जहां नोडल घुसपैठ का खतरा होता है, चिकित्सकों को प्रोस्टेट से त्रिकास्थि के पार स्थानीय लिम्फ-नोड श्रृंखला के अंत तक अपना काम करने की आवश्यकता होती है।" "उन प्रकार की संरचनाओं के लिए स्वचालित रूपरेखा होने से उनके लिए भारी बचत होगी, यहां तक ​​कि उस अवसर पर भी जब कुछ संपादन की आवश्यकता होती है।"

<a data-fancybox data-src="https://platoaistream.net/wp-content/uploads/2024/03/intelligent-solutions-streamline-radiotherapy-treatment-planning-physics-world-1.png" data-caption="ज्ञान आधारित योजना RapidPlan exploits model data from previous cases to generate a personalized treatment plan for each new patient. (Courtesy: Siemens Healthineers)” title=”Click to open image in popup” href=”https://platoaistream.net/wp-content/uploads/2024/03/intelligent-solutions-streamline-radiotherapy-treatment-planning-physics-world-1.png”>

इस बीच, टीम की उपचार योजना प्रणाली, वेरियन एक्लिप्स में कई स्वचालित उपकरण भी बनाए गए हैं। जो कैसल हिल टीम के लिए विशेष रूप से उपयोगी साबित हुआ है रैपिडप्लान, एक ज्ञान-आधारित समाधान जो एक नए रोगी के लिए व्यक्तिगत उपचार योजना तैयार करने के लिए पिछले मामलों से बनाए गए मॉडल का उपयोग करता है। हॉर्सफ़ील्ड कहते हैं, "यह एक उपकरण है जो हमें यह निर्धारित करने में मदद करता है कि प्रत्येक रोगी के लिए क्या हासिल किया जा सकता है, विशेष रूप से अधिक जटिल मामलों के लिए जहां जोखिम वाले अंगों का स्थान लक्ष्य के कवरेज से समझौता कर सकता है।" "हमारे पास शुरुआती बिंदु के रूप में हमारी उपचार योजनाओं के लिए क्लास समाधान हैं, लेकिन यह उससे कहीं अधिक स्मार्ट है क्योंकि यह प्रत्येक रोगी की शारीरिक रचना के लिए विशिष्ट है।"

यह ज्ञान-आधारित दृष्टिकोण नए स्टाफ सदस्यों के लिए विशेष रूप से फायदेमंद साबित हुआ है, और इसने पूरी टीम में तैयार की गई योजनाओं की स्थिरता और गुणवत्ता में भी सुधार किया है। हॉर्सफ़ील्ड कहते हैं, "जो व्यक्ति छह महीने तक हमारे साथ रहा है, वह हमारी टीम के अधिक अनुभवी सदस्यों में से किसी एक के समान स्तर की योजना नहीं बना सकता है।" "इन बुद्धिमान उपकरणों के साथ अपने ज्ञान को बढ़ाने से उन्हें उस अनुभव तक पहुंचने और हमारे द्वारा उत्पादित योजनाओं की गुणवत्ता को मानकीकृत करने की अनुमति मिलती है।"

<a data-fancybox data-src="https://platoaistream.net/wp-content/uploads/2024/03/intelligent-solutions-streamline-radiotherapy-treatment-planning-physics-world-2.png" data-caption="समाधान के रूप में सॉफ्टवेयर Carl Horsfield (centre) and the team at Castle Hill have deployed a series of intelligent tools to streamline the treatment planning process. (Courtesy: Siemens Healthineers)” title=”Click to open image in popup” href=”https://platoaistream.net/wp-content/uploads/2024/03/intelligent-solutions-streamline-radiotherapy-treatment-planning-physics-world-2.png”>

किसी भी मशीन-लर्निंग दृष्टिकोण की तरह, पूर्वानुमानों की गुणवत्ता मॉडल बनाने के लिए उपयोग किए गए प्रशिक्षण डेटा पर निर्भर करती है। कैसल हिल में टीम ने चार उपचार स्थलों - फेफड़े, सिर और गर्दन, अन्नप्रणाली और प्रोस्टेट के लिए मॉडल विकसित करने के लिए अपने स्वयं के मामलों का उपयोग किया है - योजना टीम के लिए और समय की बचत का एहसास करने के लिए अब कई अन्य विकसित किए जा रहे हैं। हॉर्सफ़ील्ड कहते हैं, "उपचार योजना में बड़ी कठिनाइयों में से एक यह जानना है कि कब रुकना है।" "रैपिडप्लान यह आश्वासन प्रदान करता है कि आपने उस रोगी के लिए एक इष्टतम समाधान ढूंढ लिया है, और आपकी पसंद पर सवाल उठाने में अतिरिक्त समय खर्च करने से कम लाभ है।"

ग्रहण उपचार योजना प्रणाली योजना प्रक्रिया में विशेष उपकरण जोड़ने के लिए एक इंटरफ़ेस भी प्रदान करती है। उदाहरण के तौर पर, कैसल हिल की टीम ने अनुकूलन संरचनाएं बनाने के लिए एक स्वचालित उपकरण बनाया है, जो विशेष क्षेत्रों को परिभाषित करके उपचार योजना प्रणाली द्वारा उत्पादित समाधानों को बाधित करता है जिन्हें विकिरण से लक्षित नहीं किया जाना चाहिए। हॉर्सफील्ड कहते हैं, "हमने इन बचाव और अनुकूलन संरचनाओं को बनाने के लिए लगभग 15 अलग-अलग प्रोटोकॉल बनाए हैं।" “वे सभी सरल ऑपरेशन हैं, लेकिन हमने महसूस किया कि वे लगभग हर उपचार योजना के लिए मैन्युअल रूप से किए जा रहे थे। अपनी प्रक्रियाओं को और अधिक कुशल बनाने के लिए अपने स्वयं के उपकरण बनाने में सक्षम होना वास्तव में सशक्त रहा है।"

ऐसी दक्षता बचत ऐसे समय में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जब कैसल हिल जैसे उपचार केंद्र COVID-19 महामारी से निपटने में लगे हुए हैं। रोगियों की भारी आमद और स्वास्थ्य देखभाल पेशेवरों की कमी के साथ, बुद्धिमान उपकरण जो कम से कम कुछ उपचार योजना प्रक्रिया को स्वचालित कर सकते हैं, बैकलॉग के माध्यम से काम करने के चल रहे प्रयासों में मदद कर रहे हैं। हॉर्सफ़ील्ड कहते हैं, "कोविड से पहले हमारी क्षमता प्रति सप्ताह 40 प्लान तैयार करने की थी, और अब पूरी टीम इसे 50 तक बढ़ाने के लिए बड़ा प्रयास कर रही है।" "अपनी प्रक्रियाओं को स्वचालित करके हम जो भी दक्षता हासिल कर सकते हैं, वह हमें अपनी पुनर्प्राप्ति योजना के खिलाफ आगे बढ़ने में मदद कर रही है, साथ ही यह भी सुनिश्चित कर रही है कि हम अपने द्वारा इलाज किए जाने वाले प्रत्येक रोगी के लिए उच्च-गुणवत्ता वाली योजनाएं बनाना जारी रखें।"

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/intelligent-solutions-streamline-radiotherapy-treatment-planning/