Med hjälp av simuleringar och AI har Peter Andersson utvecklat nya sätt att analysera stråldoser under pågående behandling. Hans forskning kan bidra till ökad säkerhet vid cancerbehandling.
Bild
Peter Andersson, forskare vid RISE Research Institutes of Sweden och doktorand vid Institutionen för kliniska vetenskaper.
Extern strålbehandling används ofta vid behandling av cancer. För att maximera effekten och minska skador på frisk vävnad används alltmer avancerade tekniker där strålningen styrs dynamiskt under själva behandlingen. Men det ökar också risken för att små avvikelser inte upptäcks i tid.
Digital bild av stråldosen
– Jag visar att det går att kombinera simuleringar med AI för att skapa en sorts digital avbildning av strålningen, efter att den växelverkat i patienten, säger Peter Andersson, forskare vid RISE Research Institutes of Sweden och doktorand vid Institutionen för kliniska vetenskaper.
Med hjälp av så kallad in vivo-dosimetri (en metod där man mäter stråldosen direkt i eller nära kroppen under behandlingen) kan man kontrollera om en patient verkligen får den ordinerade dosen till rätt plats i kroppen.
Figur från avhandlingen. Bild av strålbehandlingsapparaten Varian TrueBeam (vänster) och illustration av de rörliga kollimatorblad som formar strålens form. Det är tunna blad som dynamiskt positioneras i strålfältet för att skapa en viss fältform (höger).
Upptäcker avvikelser i behandlingen
Peter Anderssons forskning visar hur Monte Carlo-simuleringar – en beräkningsmetod som bygger på att man simulerar miljontals slumpmässiga händelser för att förutsäga komplexa förlopp – kan kombineras med djupinlärning för att ta fram och analysera dosdata.
– Detta kan hjälpa vården att upptäcka avvikelser i behandlingen som annars är svåra att se, och det ökar säkerheten för patienten, säger Peter Andersson.
Figur från avhandlingen. Modell av en strålningsdetektor (EPID) som visar hur den är uppbyggd av olika lager.
Kombinerar teknik med vårdtillämpning
Vad har varit roligt och givande med doktorandprojektet, och vad har varit svårt? – Att få kombinera fysik, programmering och vårdtillämpningar har varit både roligt och meningsfullt. Det svåra har varit att få systemen att fungera automatiskt och tillförlitligt, eftersom både kliniska data och de tekniker som används är komplexa, säger Peter Andersson.
Genom att visa både möjligheter och begränsningar med dagens metoder för kvalitetssäkring lyfter avhandlingen fram behovet av rutiner för att upptäcka avvikelser i strålbehandling av cancer. Den föreslagna strategin bygger på att kombinera simuleringar med bildanalys. Det är ett arbetssätt som kan bidra till ökad patientsäkerhet och mer träffsäkra behandlingar.