THE QUALITY INDICATORS TO ASSESS THE PROSTATE CANCER RADIOTHERAPY PERFORMANCE (BRIEF REVIEW)
- Authors: Andreev D.A.1, Zavyalov A.A.1
- Affiliations:
- Research Institute for Healthcare Organization and Medical Management of Moscow Healthcare Department
- Issue: 2021: VOL 29, NOS2 (2021) Special Issue 2
- Pages: 1292-1297
- Section: Articles
- URL: https://journal-nriph.ru/journal/article/view/735
- DOI: https://doi.org/10.32687/0869-866X-2021-29-s2-1292-1297
- Cite item
Abstract
Introduction. The radiation therapy (RT) plays a tremendous role in the consistent treatment of prostate cancer (PCa). The research ideas underpinning the wide implementation of innovative digitalized continuous (nonstop) dynamic auditing are coming true. Simultaneously, there are increasing challenges in selection of RT quality indicators.Objective: to study the pivotal indicators for RT quality assurance in treatment of PCa and to highlight the breaking through developments securing the delivery of top-quality cancer care in radiation oncology units.Materials and methods. The literature search was performed in the PubMed database and the Google system. The inquiries included such terms as: “quality of care”, “quality assessment criteria”, “indicators”, “prostate cancer” and “radiation therapy”. A logical and semantic approaches were applicated to select the relevant scientific resources.Results. In most relevant studies, the variations of the Delphi technique are used to choose the quality assessment criteria. The targeted research papers describe the development of QIs for assessing the quality of radiation therapy in patients with locally advanced PCa; a hierarchical list of QIs has been generated. The adequate registration of information has huge impact on quality assessment to draw the definitive thorough conclusions.Discussion. The further improvement of Delphi technique may form one of pillars for the development of valuable RT quality measures. Considering the math aspects and the physical nature of RT, it seems being important to include the key opinion leaders in the field of clinical oncoinformatics, radiation informatics, and specialists from technical industries in the expert committees for the selection of RT QIs.
Full Text
Введение Рак предстательной железы (РПЖ), по данным за 2018 г., - вторая по заболеваемости злокачественная опухоль у мужчин и четвертая среди всех видов злокачественных новообразований в мире 24. Лучевая терапия (ЛТ) играет важную роль в лечении больных РПЖ. Правильное выполнение рабочих процессов ЛТ зависит от уровня понимания специалистами принципов медицинской физики, радиобиологии, радиационной безопасности, дозиметрии, планирования ЛТ, моделирования и комбинирования ЛТ с другими методами лечения. Каждый этап ЛТ - от планирования до непосредственного выполнения - требует контроля качества [1]. Предоставление медицинской помощи в соответствии с установленными стандартами качества важно для достижения наилучших результатов лечения [2, 3]. С целью повышения качества разрабатываются и обновляются клинические рекомендации, хотя степень распространенности среди медицинских организаций и информированности врачей о новых рекомендация не всегда отражает соблюдение приверженности современным алгоритмам лечения в реальной онкологической практике [4]. Показатели медицинской деятельности могут быть изучены путем применения критериев оценки качества (КОК), или индикаторов качества, классифицируемых на основании концепции А. Донабедиана следующим образом: а) показатели структуры; б) показатели процессов [5]; в) показатели исходов. Кроме того, комплексная оценка качества медицинской помощи должна отражать следующие аспекты: уровень безопасности, доступность, эффективность, пациентоориентированность и непредвзятость [6]. Все перечисленные аспекты вопросов качества распространяются на организацию ЛТ пациентов, страдающих РПЖ. Показатели КОК ЛТ могут быть абсорбированы в цифровые «регистры качества» или «озерные и/или облачные хранилища», в том числе в процессе специализированных и/или так называемых динамических аудитов. Под динамическим клиническим аудитом авторы данной публикации понимают организацию процессов непрерывного, полностью или частично автоматизированного контроля качества путем создания и записи пластичных во времени цифровых «слепков» текущей практики, использования элементов скоростной аналитической обработки и предоставления обратной связи в реальном времени. Этот новый вид цифрового аудита и коррекции ошибок постепенно становится реальностью [7]. На данном этапе развития науки радиационная онкология успешнее, чем другие методы диагностики и специализированного противоопухолевого лечения, поддается компьютеризации, т. к. характеристики лучевых методов имеют конкретное, сравнительно легко измеряемое физико-математическое выражение. Таким образом, отделения ЛТ могут стать флагманами в освоении технологий автоматизированного цифрового контроля качества лечения. Вместе с тем для реализации на практике цифровых систем контроля качества важно продумать наборы оптимальных критериев оценок качества, провести алгоритмизацию и автоматизацию процессов поиска и отбора индикаторов, способов анализа медицинской деятельности, создать многомерную иерархическую систему таких алгоритмизированных процессов, в которой как иерархии, так и алгоритмы непрерывно меняются в зависимости от свойств окружающего информационного контура, и т. д. Однако необходимо подчеркнуть, что такие инновационные подходы клинической онкоинформатики остаются малоизученными и труднореализуемыми в повседневном здравоохранении. Таким образом, данный обзор касается вполне реалистичного этапа сценария разработки представленной концепции и посвящен поиску КОК ЛТ больных со злокачественными новообразованиями на примере РПЖ. Материалы и методы Поиск источников научный литературы проводили с использованием базы данных PubMed и системы Google. В запросах применялись следующие термины: «качество медицинской помощи», «критерии оценки качества», «индикаторы» «рак предстательной железы» и «лучевая терапия». Результаты В большинстве исследований для отбора КОК применяются варианты метода Delphi [8-10]. Этот метод заключается в достижении консенсуса по КОК путем выполнения раундов анкетирования. В-классическом понимании процедура Delphi предполагает выполнение 2-4 раундов ранжирования по значимости возможных КОК группой экспертов [11]. Итеративный процесс отбора клинических критериев заключается в том, что последующие раунды основываются на результатах предыдущего раунда [12, 13]. Варианты модифицированного метода Delphi обычно включают проведение не менее одного очного консилиума [11]. Канадские ученые опубликовали особенно интересные результаты разработки КОК для оценки качества ЛТ пациентов с местно-распространенным РПЖ [11]. Рабочие этапы разработки включали обзор литературы, создание комитета по управлению принципами поликритериального отбора, проведение двух раундов по ранжированию возможных КОК. На этапе обзора научной литературы было идентифицировано 56 потенциальных индикаторов и один КОК был рекомендован группой исследователей. Все КОК распределили на пять классов: •обследования пациентов и анализа клинических случаев до начала ЛТ; •брахитерапии; •дистанционной ЛТ; •андрогенной депривации; •наблюдения. После 2 раундов процедур Delphi были гармонизированы 25 индикаторов, отражающих КОК по всем аспектам применения ЛТ локализованного РПЖ (табл. 1) [11]. Непременным условием дальнейшего совершенствования перечисленных КОК ЛТ, в том числе путем применения технологии Delphi, является поиск коррелятов оцениваемых параметров с индикаторами исходов у пациентов. В оценках качества большая роль принадлежит адекватной регистрации сведений о проведенном лечении. Способы регистрации предоставленной радиотерапии и их качество изучались в работе Y. Y. Soon и соавт. [14]. Авторы обратили внимание на характеристики качества медицинских записей о ЛТ РПЖ, проводимой в рамках рандомизированных контролируемых исследований. Была выявлена значительная вариабельность в качестве регистрации сведений о ЛТ РПЖ, хотя в 97% изученных случаев проведения клинических исследований отмечался адекватный уровень регистрации объемов целевого лучевого воздействия, в 30% клинических исследований отмечено удовлетворительное качество регистрации соблюдения ограничений лучевого воздействия на органы риска, симуляции процедур и техники ЛТ, наличие или отсутствие отклонений от запланированной программы ЛТ. В 40% клинических исследований выявлен удовлетворительный уровень регистрации не менее 7 критериев (табл. 2) [14]. С точки зрения контроля медицинской деятельности в клинических исследованиях и в повседневной практике большое значение отводится документированию и отчетности по соблюдению процессов обеспечения качества ЛТ. Убедительно доказано, что девиация от утвержденных процедур поддержания качества ЛТ приводит к статистически значимому снижению общей выживаемости пациентов (отношение рисков смертельного исхода 1,74; 95% доверительный интервал = 1,28-2,35; р < 0,001) [15]. Исследователи из Сингапура подчеркивают необходимость разработки согласительных рекомендаций по стандартизации форм отчетности по ЛТ РПЖ с целью уменьшения вариабельности в качестве сведений, отражающих характеристики проведенной ЛТ РПЖ [14]. Подразделения ЛТ подвергаются регулярному аудиту. В Европе внедрены стандарты ЛТ (European Council Basic Safety Standards Directive (BSSD), 2013/59/Euratom), включающие проведение специализированных аудитов в качестве обязательного условия аккредитации и сертификации работы радиологических отделений [16, 17]. При этом оценка качества планирования ЛТ становится решающим в поддержании гарантий достижения хороших результатов лечения. Количественные и/или качественные измерения процедур планирования ЛТ обсуждались на 3rd Physics ESTRO Workshop, состоявшемся в Будапеште в октябре 2019 г. [18]. Качество процедур планирования ЛТ обычно оценивается путем расчетов распределения доз в системе планирования лечения. Оценка трехмерного распределения доз представляет определенные трудности [18]. Иногда сложно полностью рассчитать пространственные параметры и учесть индивидуальные клинико-демографические характеристики пациента. Растет необходимость в стандартизации и проведении постоянной регистрации больших данных повседневной практики в целях установления корреляций между клиническими показателями и исходами ЛТ. Рассчитываемое распределение доз не всегда точно соответствует дозе облучения, которую получает опухоль, поскольку существует степень неопределенности, обусловленная такими факторами, как индивидуальные анатомические особенности, естественные дыхательные движения и др. [19, 20]. Анализ распределения доз часто основывается на дозо-объемных гистограммах (ДОГ). ДОГ трансформирует трехмерные показатели в двухмерную систему (доза и объем) с потерей информации о пространственном распределении. Требуется применение специальных подходов к анализу распределения лучевой нагрузки [18]. ДОГ также служат основной для оценки токсичности, вероятности достижения контроля над опухолевым процессом и риска развития осложнений при воздействии на здоровые ткани. Показатели, полученные на основе ДОГ, также применяются для объективного количественного и качественного анализа распределения дозы при целевом лучевом воздействии [21]. Недавно предложено применять текстурный анализ для характеристики пространственного распределения доз. Такой подход получил название «дозиомика» и является мощным инструментом изучения пространственного распределения интенсивности пикселей/вокселей в изображении посредством идентификации корреляций паттернов и вокселей [22-24]. Персонализация оценок качества путем применения технологий аналитической обработки больших данных и искусственного интеллекта будет способствовать установлению корреляций качества распределения доз с клиническими исходами у пациентов [18]. Надежность ЛТ также подлежит изучению путем применения ряда инструментов. Оцениваются: охват цели (опухолевых тканей) и возможности по уменьшению воздействия на органы риска; определяются адекватность границ вокруг клинического целевого объема воздействия и риски поражения чувствительных органов с целью генерирования таких показателей, как планируемый целевой объем и планируемый объем воздействия на органы риска [18]. Предложено несколько стратегий для определения в расчетах перечисленных параметров [1, 18]. Обсуждение Существуют различные критерии оценки качества ЛТ для контроля всего целостного процесса - от этапов компьютеризированного планирования до выполнения лучевого воздействия и последующего наблюдения с регистрацией параметров эффективности и безопасности (побочные эффекты и осложнения). Кроме того, как показано в данном обзоре, для эффективного контроля качества имеет значение приверженность установленным протоколам регистрации переменных и их стандартизация. Информационные системы пациент-ориентированного обеспечения качества ЛТ должны включать оценку индивидуальных клинико-демографических характеристик пациента (возраст, распространенность опухолевого процесса, биологические индикаторы и т. д.), медицинской деятельности сотрудников и контрольных показателей функционирования оборудования [2]. Автоматизация регистрации данных может привести к улучшению качества сведений, абсорбированных в цифровые хранилища. На этапах планирования ЛТ определяются характеристики: цифровые показатели распределения доз и дозовой нагрузки; надежность спланированной программы и сложность плана ЛТ. Для отбора КОК ЛТ при РПЖ в представленных в литературе описаниях зарубежных научных исследований зачастую применяется метод Delphi или ее модификация. Такой подход основан на привлечении группы экспертов/ключевых лидеров мнения к процедурам определения значимых КОК. Использование опыта применения технологии Delphi может стать важнейшим моментом в разработке национальных клинических рекомендаций, включающих список ключевых КОК медицинской помощи пациентам, страдающим РПЖ и другими онкологическими заболеваниями. Основной задачей организации внутреннего и внешнего контроля качества является повсеместное обеспечение пациентов наиболее совершенной, инновационной и эффективной онкологической помощью. В этой связи в рамках улучшения контроля качества, несомненно, оказывается первостепенным определение корреляций протоколов ЛТ (планирования и выполнения), а также других видов противоопухолевого лечения с исходами у онкологических пациентов путем применения методов доказательной медицины. Определяющими в установлении подобных корреляций являются медицинские данные, регистрируемые в клинической практике. Современный уровень организации контроля качества ЛТ должен включать применение вычислительного моделирования исходов (польза и лучевая токсичность) на основании решения задач по оценке взаимодействия переменных и постоянных величин, принадлежащих следующим математическим множествам: индивидуальные генетические биомаркеры, клинические и физические параметры. Такие взаимодействия приводят к развитию сложных радиационно-индуцированных явлений, как правило, нелинейного характера [1]. Это определенным образом затрудняет развитие радиационной информатики с использованием традиционных аналитических методов и требует более широкого применения технологий машинного обучения, нейрональных сетей, включая сети с прямой связью; принципов создания многомерных комплексных корреляционных матриксов. Учитывая математические аспекты и физическую природу ЛТ, представляется целесообразным включать в экспертные комитеты по отбору КОК на основе технологии Delphi или других методов, одобренных на законодательном уровне, лидеров мнений в области клинической онкоинформатики и специалистов технических отраслей. Эффективное взаимодействие практикующих врачей-радиологов, онкологов-клиницистов и представителей смежных дисциплин в единой онкологической сети гарантирует достижение серьезного прогресса в совершенствовании критериев и способов оценки качества ЛТ. Источник финансирования. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.About the authors
D. A. Andreev
Research Institute for Healthcare Organization and Medical Management of Moscow Healthcare Department
Email: andreevda@zdrav.mos.ru
A. A. Zavyalov
Research Institute for Healthcare Organization and Medical Management of Moscow Healthcare Department
References
- Informatics in radiation oncology / Starkshall G., Siochi R. (eds.). Boca Raton, 2014. 329 p. doi: 10.1118/1.3613496.
- Dunn J., Goodwin B., Aitken J. F. et al. Are National Cancer Control Indicators for patient experiences being met in regional and remote Australia? A cross-sectional study of cancer survivors who travelled for treatment // BMJ Open. 2021. Vol. 11, N 2. P. e042507. doi: 10.1136/bmjopen-2020-042507.
- Reitblat C., Bain P. A., Porter M. E. et al. Value-based healthcare in urology: a collaborative review // Eur. Urol. 2021. Vol. 79, N 5. P. 571-585. doi: 10.1016/j.eururo.2020.12.008.
- Dawda P. CareTrack: assessing the appropriateness of health care delivery in Australia // Med. J. Aust. 2012. Vol. 197, N 10. P. 548-550. doi: 10.5694/mja12.11149.
- Abratt R. P., Rautenbach M., Govender Y., Oelofse I. A quality improvement programme in radiotherapy using workflow audits // S. Afr. Med. J. 2021. Vol. 111, N 2. P. 106-109. doi: 10.7196/SAMJ.2021.v111i2.15310.
- Donabedian A. The quality of medical care: a concept in search of a definition // J. Fam. Pract. 1979. Vol. 9, N 2. P. 277-284.
- Men K., Geng H., Biswas T. et al. Automated quality assurance of OAR contouring for lung cancer based on segmentation with deep active learning // Front. Oncol. 2020. Vol. 10. P. 986. doi: 10.3389/fonc.2020.00986.
- Johnston E. E., Martinez I., Wolfe J., Asch S. M. Quality measures for end-of-life care for children with cancer: a modified Delphi approach // Cancer. 2021. Vol. 127, N 14. P. 2571-2578. doi: 10.1002/cncr.33546.
- Pooni A., Schmocker S., Brown C. et al. Quality indicator selection for the Canadian Partnership against Cancer rectal cancer project: A modified Delphi study // Colorectal Dis. 2021. Vol. 23, N 6. P. 1393-1403. doi: 10.1111/codi.15599.
- Andreano A., Valsecchi M. G., Russo A. G., Siena S. Indicators of guideline-concordant care in lung cancer defined with a modified Delphi method and piloted in a cohort of over 5,800 cases // Arch. Public Health. 2021. Vol. 79, N 1. P. 12. doi: 10.1186/s13690-021-00528-0.
- Danielson B., Brundage M., Pearcey R. et al. Development of indicators of the quality of radiotherapy for localized prostate cancer // Radiother. Oncol. 2011. Vol. 99, N 1. P. 29-36. doi: 10.1016/j.radonc.2011.02.013.
- Nag N., Millar J., Davis I. D. et al. Development of indicators to assess quality of care for prostate cancer // Eur. Urol. Focus. 2018. Vol. 4, N 1. P. 57-63. doi: 10.1016/j.euf.2016.01.016.
- Merriel S. W. D., Moon D., Dundee P. et al. A modified Delphi study to develop a practical guide for selecting patients with prostate cancer for active surveillance // BMC Urol. 2021. Vol. 21, N 1. P. 18. doi: 10.1186/s12894-021-00789-5.
- Soon Y. Y., Chen D., Tan T. H., Tey J. Quality of radiotherapy reporting in randomized controlled trials of prostate cancer // Radiat. Oncol. 2018. Vol. 13, N 1. P. 108. doi: 10.1186/s13014-018-1053-7.
- Ohri N., Shen X., Dicker A. P. et al. Radiotherapy protocol deviations and clinical outcomes: a meta-analysis of cooperative group clinical trials // J. Natl. Cancer Inst. 2013. Vol. 105, N 6. P. 387-393. doi: 10.1093/jnci/djt001.
- The Current Status of Radiological Clinical Audit and Feedback on the ESR Guide to Clinical Audit in Radiology and the ESR Clinical Audit Tool (Esperanto) - an ESR Survey of European Radiology Departments // Insights Imaging. 2020. Vol. 11, N 1. P. 37. doi: 10.1186/s13244-020-00843-0.
- Ebdon-Jackson S., Frija G. Improving justification of medical exposures using ionising radiation: considerations and approaches from the European Society of Radiology // Insights Imaging. 2021. Vol. 12, N 1. P. 2. doi: 10.1186/s13244-020-00940-0.
- Hernandez V., Hansen C. R., Widesott L. et al. What is plan quality in radiotherapy? The importance of evaluating dose metrics, complexity, and robustness of treatment plans // Radiother. Oncol. 2020. Vol. 153. P. 26-33. doi: 10.1016/j.radonc.2020.09.038.
- Emert F., Missimer J., Eichenberger P. A. et al. Enhanced deep-inspiration breath hold superior to high-frequency percussive ventilation for respiratory motion mitigation: a physiology-driven, MRI-guided assessment toward optimized lung cancer treatment with proton therapy // Front. Oncol. 2021. Vol. 11. P. 621350. doi: 10.3389/fonc.2021.621350.
- Hu Y., Ding X., Shen J. et al. Feasibility of using megavoltage computed tomography to reduce proton range uncertainty: a simulation study // J. Appl. Clin. Med. Phys. 2021. Vol. 22, N 3. P. 31-140. doi: 10.1002/acm2.13191.
- Yaparpalvi R., Garg M. K., Shen J. et al. Evaluating which plan quality metrics are appropriate for use in lung SBRT // Br. J. Radiol. 2018. Vol. 91, N 1083. P. 20170393. doi: 10.1259/bjr.20170393.
- Monti S., Palma G., D’Avino V. et al. Voxel-based analysis unveils regional dose differences associated with radiation-induced morbidity in head and neck cancer patients // Sci. Rep. 2017. Vol. 7, N 1. P. 7220. doi: 10.1038/s41598-017-07586-x.
- Liang B., Yan H., Tian Y. et al. Dosiomics: Extracting 3D spatial features from dose distribution to predict incidence of radiation pneumonitis // Front. Oncol. 2019. Vol. 9. P. 269. doi: 10.3389/fonc.2019.00269.
- Lakshminarayanan P., Jiang W., Robertson S. P. et al. Radio-morphology: Parametric shape-based features in radiotherapy // Med. Phys. 2019. Vol. 46, N 2. P. 704-713. doi: 10.1002/mp.13323.