Implementación de la planeación de cáncer de próstata mediante un modelo basado en el conocimiento y optimización multicriterio en un hospital público de mediana y alta complejidad del suroccidente colombiano, 2023

Abstract

En el presente trabajo se presenta la implementación de la planeación de tratamiento de cáncer de próstata mediante un modelo basado en el conocimiento y optimización multicriterio. Se trata de un estudio descriptivo de retrospectivo. La población de estudio fue constituida por registros de planes de tratamiento con radioterapia para pacientes diagnosticados con cáncer de próstata, durante el periodo del 01 de enero de 2020 a hasta el 30 de junio de 2023, con un total de 170 registros. Para llevar a cabo el estudio, se constituyeron 2 grupos: el primero formado por 140 registros, que fueron usados en el entrenamiento del modelo basado en el conocimiento, mientras los 30 registros restantes se definieron para realizar la validación del funcionamiento del modelo. La investigación se estableció en aras de determinar si los planes generados con el modelo basado en el conocimiento logran mejorar o mantener los criterios de calidad respecto al plan inicial. Para dar respuesta a dicha inquietud, inicialmente se planteó una descripción de variables demográficas (edad, estadio, dosis de prescripción, entre otras), y por otro lado se analizaron de forma independiente las variables que constituyen la categoría de calidad de planeación, entre las cuales se encuentran: estimación de los constraints para los órganos en riesgo, determinación del cumplimiento de estos criterios, evaluación de los índices de homogeneidad y conformidad, y análisis del índice gamma. De acuerdo con los resultados que se obtuvieron en el presente trabajo se logró observar que el modelo de planeación (RP+MCO) logró generar planes de alta calidad, obteniendo mejorías más notorias para algunos órganos, como bulbo peneano, cabezas femorales, médula y vejiga. Sin embargo, para el recto se obtienen métricas que incrementan (detrimento) respecto a los valores de los planes iniciales. Además, el mejoramiento de los planes se puede determinar a través de la puntuación global, con la que se logran categorizarlos como óptimos o aceptables. Al mejorar las métricas el modelo logra cambiar de categoría a cierta cantidad de planes, y en la etapa de validación se logra subir de nivel a 7 registros, representando una disminución de dosis en los órganos en riesgo y una mayor cobertura de los volúmenes objetivo. Por otra parte, se obtuvieron planes con altos índices de homogeneidad y conformidad (superando a los planes iniciales). Finalmente, en la evaluación de la calidad de planeación para los planes de validación se tuvo un cumplimiento del 100.0% de los índices de alta calidad. (Texto tomado de la fuente).

This study presents the implementation of prostate cancer treatment planning using a model of knowledge-based multicriteria optimization. This is a retrospective descriptive study. The study population was constituted by registers of radiotherapy treatment plans for patients diagnosed with prostate cancer, during the period from January 01, 2020 to June 30, 2023, with a total of 170 registers. To develop the study, 2 groups were constituted: the first consisted of 140 records, which were used in the training of the knowledge-based model, while the remaining 30 records were defined to perform the validation of the model's performance. The research was established in order to determine whether the plans generated with the knowledge-based model manage to improve or maintain the quality criteria with respect to the initial plan. In order to respond to this concern, a description of demographic variables (age, stage, prescription dose, among others) was initially proposed, and on the other hand, the variables that constitute the planning quality category were analyzed independently, among which are: estimation of the constraints for the organs at risk, determination of compliance with these criteria, evaluation of the homogeneity and conformity indexes, and analysis of the gamma index. According to the results obtained in this study, it was observed that the planning model (RP+MCO) was able to generate high quality plans, obtaining more significant improvements for some organs, such as the penile bulb, femoral heads, spinal cord and bladder. However, for the rectum, metrics are obtained that increase (detriment) with respect to the values of the initial plans. Additionally, the improvement of the plans can be determined through the global score, with which they can be categorized as optimal or acceptable. By improving the metrics, the model is able to change the category of a number of plans, and in the validation stage it is possible to increase the level to 7 records, representing a decrease in doses in the organs at risk and a greater coverage of the target volumes. On the other hand, plans with high homogeneity and conformity indexes were obtained (surpassing the initial plans). Finally, in the evaluation of the quality of planning for the validation plans, there was 100.0% compliance with the high-quality indexes.