{"id":54932,"date":"2020-03-30T11:53:00","date_gmt":"2020-03-30T09:53:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.revista-portalesmedicos.com\/revista-medica\/?p=54932"},"modified":"2024-02-19T10:48:14","modified_gmt":"2024-02-19T09:48:14","slug":"eclipse-scripting-api-pylinac-y-aria-en-una-sola-plataforma","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.revista-portalesmedicos.com\/revista-medica\/eclipse-scripting-api-pylinac-y-aria-en-una-sola-plataforma\/","title":{"rendered":"Eclipse Scripting API, Pylinac y ARIA en una sola plataforma"},"content":{"rendered":"

Eclipse Scripting API, Pylinac y ARIA en una sola plataforma<\/strong><\/p>\n

Durante el proceso radioterap\u00e9utico se generan gran cantidad de datos que, una vez analizados, podr\u00edan ayudar a mejorar dicho proceso. Estos datos se generan, bien en el sistema de planificaci\u00f3n de tratamientos…<\/p>\n

Alejandro Barranco L\u00f3pez1<\/sup>, Luis Sope\u00f1a Sanz2<\/sup>, Daniel Nogueira Souto3<\/sup> y \u00c1lvaro Boria Alegre4<\/sup><\/p>\n

1<\/sup>Facultativo Especialista de \u00c1rea de Radiof\u00edsica Hospitalaria. PhD en F\u00edsica, MSc en Astrof\u00edsica, F\u00edsica de Part\u00edculas y Cosmolog\u00eda. Lugar de trabajo: H.C.U. Lozano Blesa (Zaragoza). abarrancol@salud.aragon.es<\/p>\n

2<\/sup>Facultativo Especialista de \u00c1rea de Oncolog\u00eda Radioter\u00e1pica. M\u00e1ster Internacional de Oncolog\u00eda Cl\u00ednica. M\u00e1ster en Radiocirug\u00eda y Radioterapia Estereot\u00e1xica. M\u00e1ster en Oncolog\u00eda Intervencionista. Lugar de trabajo: H.C.U. Lozano Blesa (Zaragoza).<\/p>\n

3<\/sup>M\u00e9dico Interno Residente de Medicina Nuclear. Lugar de trabajo: H.C.U. Lozano Blesa (Zaragoza).<\/p>\n

4<\/sup>Facultativo Especialista de \u00c1rea de Radiodiagn\u00f3stico. M\u00e1ster en Iniciaci\u00f3n a la Investigaci\u00f3n en Medicina. Lugar de trabajo: Hospital San Jorge (Huesca).<\/p>\n

Resumen<\/strong><\/p>\n

Durante el proceso radioterap\u00e9utico se generan gran cantidad de datos que, una vez analizados, podr\u00edan ayudar a mejorar dicho proceso. Estos datos se generan, bien en el sistema de planificaci\u00f3n de tratamientos, en el sistema de registro y verificaci\u00f3n o bien en el propio acelerador. Para acceder a estos datos existen una serie de herramientas de diferente \u00edndole que, en el caso de soluciones de Varian, mostramos c\u00f3mo unificar bajo una \u00fanica plataforma de programaci\u00f3n en Python.<\/p>\n

Palabras clave\u00a0\u2014<\/strong> ESAPI, ARIA, AURA, pylinac, logfile, Python.<\/p>\n

Abstract<\/p>\n

\u00a0During the radiotherapy process a great amount of data is generated. Once these data were analyzed, it could help to improve the radiotherapy process. These data are generated at the treatment planning system, at the record and verify system or at the accelerator itself. To access these data there are different tools that, in the case of Varian, we show how to unify under a single Python programming platform.<\/p>\n

Key words\u00a0\u2014<\/strong> ESAPI, ARIA, AURA, pylinac, logfile, Python.<\/p>\n

1\u00a0 Introducci\u00f3n<\/p>\n

Con el auge de las tecnolog\u00edas de la informaci\u00f3n se ha disparado la cantidad de datos generados en cualquier proceso que involucre estas tecnolog\u00edas, as\u00ed como el potencial para explotar estos datos. Esto no es diferente en el campo de la radioterapia, donde los modernos sistemas de tratamiento recogen gran cantidad de datos demogr\u00e1ficos, dosim\u00e9tricos y cl\u00ednicos acerca de los pacientes y sus tratamientos. Es obvio que del estudio de estos datos se podr\u00eda extraer informaci\u00f3n muy valiosa para la mejora del proceso radioterap\u00e9utico. Sin embargo, en gran cantidad de ocasiones estos datos se quedan sin explotar, ya que no se sabe c\u00f3mo o no es f\u00e1cil acceder a dichos datos por parte de los facultativos que trabajan con estas tecnolog\u00edas. Por ello, presentamos en este trabajo c\u00f3mo integrar bajo una misma plataforma los m\u00e9todos para acceder a los datos almacenados en el sistema de planificaci\u00f3n Eclipse, en el sistema de registro y verificaci\u00f3n ARIA y en los logfiles<\/em> generados por aceleradores lineales de electrones de Varian (por tanto, los tres sistemas mencionados son soluciones de la empresa Varian Medical Systems).<\/p>\n

2\u00a0 Material<\/p>\n

Las diferentes herramientas que se pretenden integrar son:<\/p>\n

Eclipse Scripting Application Programming Interface (ESAPI):<\/strong> ESAPI es una interfaz de programaci\u00f3n de aplicaciones (API por sus siglas en ingl\u00e9s) que permite escribir programas o scripts<\/em> en el lenguaje de programaci\u00f3n C#.NET para acceder o (dependiendo de la versi\u00f3n) modificar informaci\u00f3n del sistema de planificaci\u00f3n de tratamientos (TPS, por sus siglas en ingl\u00e9s) de radioterapia Eclipse. Estos scripts<\/em> se pueden integrar en la propia interfaz del TPS Eclipse o pueden ser empleados como un ejecutable individual (standalone<\/em>). En nuestro caso disponemos de la versi\u00f3n 15.6.<\/p>\n

Sistema de registro y verificaci\u00f3n ARIA:<\/strong> Las soluciones que ofrecen tratamientos de radioterapia cuentan, adem\u00e1s de con un TPS, con un sistema de registro y verificaci\u00f3n de la dosis impartida a los pacientes. En este caso nos vamos a centrar en el sistema de registro y verificaci\u00f3n ARIA 15.1, que integra a su vez informaci\u00f3n del TPS Eclipse. Es decir, ARIA es una gran base de datos (m\u00e1s bien un conjunto de bases de datos) que almacena datos demogr\u00e1ficos de los pacientes, las caracter\u00edsticas de su tratamiento, el registro de la dosis impartida a los pacientes, las im\u00e1genes que se les realizan, etc. Se pueden definir, adem\u00e1s, una serie de actividades que representar\u00edan el flujo de trabajo de todo el proceso radioterap\u00e9utico: consultas con el paciente, realizaci\u00f3n del esc\u00e1ner de planificaci\u00f3n, contorneo, planificaci\u00f3n, controles de calidad\u2026Esto permite establecer una metodolog\u00eda de trabajo sin papeles [1], adem\u00e1s, teniendo acceso a los datos de estas actividades, por ejemplo: cuando se inician, cuando se prev\u00e9 que est\u00e9n finalizadas, cuando se finalizan realmente, si se han tenido que repetir por alg\u00fan motivo, etc. se podr\u00eda analizar el funcionamiento y la calidad del proceso radioterap\u00e9utico. En particular, esta base de datos est\u00e1 implementada sobre Microsoft SQL Server.<\/p>\n

ARIA Unified Reports Application (AURA):<\/strong> Al igual que para acceder a los datos de Eclipse Varian proporciona una API, para acceder a los datos de ARIA Varian ofrece como soluci\u00f3n un sistema de creaci\u00f3n de informes (AURA). Este sistema requiere de una base de datos adicional a ARIA para la elaboraci\u00f3n de estos informes o data warehouse<\/em>, formado por tablas de la base de datos de ARIA desnormalizada.<\/p>\n

Sin embargo, esta soluci\u00f3n es un tanto farragosa si se quisiera trabajar con los datos recuperados a trav\u00e9s de los informes, ya que habr\u00eda que obtenerlos de estos, export\u00e1ndolos a diferentes formatos (los formatos a los que se permite exportar son XML<\/em>, CSV<\/em>, PDF<\/em>, MHTML<\/em>, Excel<\/em>, TIFF<\/em> o Word<\/em>) y extrayendo los datos de cualquiera de estos archivos de la manera adecuada.<\/p>\n

Logfiles y pylinac:<\/strong> Por \u00faltimo, los aceleradores lineales de electrones modernos generan una serie de archivos (logfiles<\/em>), que contienen informaci\u00f3n acerca de su desempe\u00f1o a la hora de impartir los tratamientos [2]. Recogen datos acerca de la posici\u00f3n de los diferentes elementos mec\u00e1nicos (gantry, colimador, posiciones de las l\u00e1minas\u2026), unidades monitor impartidas, tasa de dosis, etc. Es decir, una cosa es lo que el TPS le manda al acelerador y otra es lo que este consigue en el momento de impartir cada tratamiento (obviamente las diferencias se encuentran dentro de unas tolerancias aceptables o el tratamiento ser\u00eda interrumpido). En este caso hemos trabajado con los logfiles<\/em> generados por un acelerador TrueBeam SVC.<\/p>\n

Para acceder a la informaci\u00f3n contenida en estos logfiles<\/em> usaremos la biblioteca pylinac [3] (versi\u00f3n 2.2.7) para el lenguaje de programaci\u00f3n interpretado Python 3.6.4 [4]. La biblioteca pylinac tiene un conjunto de m\u00f3dulos que proporcionan herramientas para realizar los controles de calidad de aceleradores lineales de uso cl\u00ednico del TG-142 [5], pero en particular, nos interesa el m\u00f3dulo para an\u00e1lisis de logfiles<\/em>.<\/p>\n

Por tanto, para acceder a todo el conjunto de datos generados en el proceso radioterap\u00e9utico, debemos usar diferentes herramientas: programas en C#.NET, informes que hay que exportar a otro tipo de archivos para manejar los datos en ellos contenidos y programas realizados en Python con la biblioteca pylinac para tener acceso a los datos contenidos en los logfiles<\/em>. Para simplificar todo este proceso proponemos usar como plataforma integradora Python, ya que, afortunadamente, podemos acceder a la base de datos SQL de ARIA mediante varias bibliotecas, en este caso particular usaremos la biblioteca pyodbc [6] (versi\u00f3n 4.0.22) y, adem\u00e1s, existe una interfaz para Python de la API de Eclipse, PyESAPI [7] (versi\u00f3n 0.2.1).<\/p>\n

En la siguiente secci\u00f3n explicamos c\u00f3mo integrar todas estas herramientas con el lenguaje de programaci\u00f3n Python y la plataforma Anaconda (versi\u00f3n 5.1.0).<\/p>\n

3\u00a0 M\u00e9todo<\/p>\n

En primer lugar, tal y como propone Varian, se recomienda trabajar desde una TBOX o puesto de trabajo no cl\u00ednico, con la base de datos en modo investigaci\u00f3n. Se pueden probar las herramientas en ese entorno seguro y, una vez que tengamos la confianza suficiente, podemos pasar a otros entornos de trabajo. Adem\u00e1s, para tomar la misma precauci\u00f3n con los logfiles<\/em> se recomienda realizar una copia de estos y trabajar sobre la copia, para evitar cualquier tipo de p\u00e9rdida o corrupci\u00f3n de datos.<\/p>\n

3.1\u00a0 Instalaci\u00f3n<\/p>\n

Para la integraci\u00f3n de estos componentes se recomienda primero realizar la instalaci\u00f3n de PyESAPI, siguiendo las instrucciones de [7]:<\/p>\n

    \n
  1. Instalar la plataforma Anaconda [8] para Python.<\/li>\n
  2. Abrir la terminal de l\u00ednea de comandos de Anaconda (Anaconda Prompt), que se puede encontrar en el men\u00fa de inicio de Windows. Dentro de esa terminal ejecutar las ordenes que se describen a continuaci\u00f3n.<\/li>\n
  3. Para descargar el fichero con la definici\u00f3n del entorno o environment<\/em> de Anaconda hay que ejecutar:<\/li>\n<\/ol>\n

    curl -O https:\/\/raw.githubusercontent.com\/VarianAPIs\/PyESAPI\/master\/condaenv36.yml<\/p>\n

      \n
    1. Con la siguiente orden se crea el entorno propiamente dicho:<\/li>\n<\/ol>\n

      conda env create -f condaenv36.yml<\/p>\n

        \n
      1. Y finalmente, debemos activarlo con:<\/li>\n<\/ol>\n

        conda activate pyesapi36<\/p>\n

        Para incorporar al entorno anteriormente creado la biblioteca pylinac solo debemos ejecutar:<\/p>\n

          \n
        1. pip install pylinac<\/li>\n<\/ol>\n

          A la hora de instalar PyESAPI, ya se incluye en la instalaci\u00f3n el m\u00f3dulo pyodbc, en caso contrario se podr\u00eda instalar de igual forma con pip install pyodbc. El orden de instalaci\u00f3n es importante, sobre todo hay que instalar primero la parte de PyESAPI, ya que, de otra forma, se pueden ocasionar problemas. Aun as\u00ed pueden aparecer errores, en nuestro caso apareci\u00f3 un error de compatibilidad entre las bibliotecas numpy y scikit-image (ver figura\u00a01), que se solucion\u00f3 actualizando con pip install \u2013upgrade scikit-image.<\/p>\n

          Una vez instalado el entorno de Anaconda con todas las bibliotecas o m\u00f3dulos deseados se puede usar cualquiera de los entornos de desarrollo integrado (IDE, por sus siglas en ingl\u00e9s) incorporados en la propia plataforma de Anaconda, o exportar el entorno a cualquier otro IDE o editor de c\u00f3digo deseado.<\/p>\n

          3.2\u00a0 C\u00f3digo<\/p>\n

          Acceso a los logfiles<\/em>:<\/p>\n

          Una vez realizada la instalaci\u00f3n, tal y como se describe en la subsecci\u00f3n anterior, el c\u00f3digo de Python necesario para acceder a los logfiles<\/em> aparece en la figura\u00a02. En la primera l\u00ednea de dicha figura se importa la funci\u00f3n load_log de la biblioteca pylinac para leer los logfiles<\/em>. En la segunda l\u00ednea se carga en la variable hom\u00f3nima el archivo logfile.bin<\/em>, situado en la ruta que se muestra. Y en la tercera l\u00ednea aparece un ejemplo de la informaci\u00f3n que se puede llegar a obtener (en este caso, diferencia entre las unidades monitor registradas y planificadas), cuyo resultado se recoge en la figura\u00a03. Para saber c\u00f3mo extraer otro tipo de datos se puede consultar [3].<\/p>\n

          Acceso a los datos de Eclipse:<\/p>\n

          Para obtener los datos de Eclipse se puede usar el c\u00f3digo de la figura\u00a04. En la primera l\u00ednea importamos la biblioteca pyesapi. La segunda l\u00ednea, al tratarse de un script standalone<\/em>, es necesaria para cargar la aplicaci\u00f3n de ESAPI, en este ejemplo concreto con nombre \u00abejemplo\u00bb. En la tercera l\u00ednea se muestra un ejemplo en la que se imprimen en pantalla los identificadores de todos los pacientes. Finalmente, cuando se terminen de usar los recursos de la aplicaci\u00f3n hay que ejecutar la cuarta l\u00ednea. Para obtener m\u00e1s informaci\u00f3n acerca de c\u00f3mo acceder a m\u00e1s datos del TPS, se puede consultar [9].<\/p>\n

          Acceso a los datos de ARIA:<\/p>\n

          El c\u00f3digo para obtener los datos de ARIA es un poco m\u00e1s elaborado. En primer lugar, hay que determinar el nombre de la base de datos a la que uno se desea conectar. Siguiendo la recomendaci\u00f3n del comienzo de la secci\u00f3n, es deseable comenzar conect\u00e1ndose a una base de datos no cl\u00ednica. M\u00e1s tarde se puede conectar con la base de datos de ARIA. El c\u00f3digo necesario para esto es el que aparece en la figura\u00a05.<\/p>\n

          La clave est\u00e1 en la conexi\u00f3n con la base de datos (l\u00edneas 2\u20135). Hay que determinar el nombre del equipo que aloja el servidor al que nos queremos conectar, el cual se puede obtener haciendo uso de la aplicaci\u00f3n Varian Service Portal. Abriendo dicha aplicaci\u00f3n vamos a Configuraci\u00f3n del Sistema, Mostrar base de datos y en Nombre host del servidor de la base de datos aparecer\u00e1 el nombre buscado. Tambi\u00e9n hay que determinar el nombre de la base de datos, que aparece debajo del Nombre host del servidor de la base de datos. Dependiendo de si estamos trabajando en una estaci\u00f3n cl\u00ednica o no, nos aparecer\u00e1 el servidor correspondiente a una u otra base de datos.<\/p>\n

          En los campos de usuario y contrase\u00f1a, habr\u00eda que introducir aquellos con permiso de acceso a estos servidores. Estos dos campos se podr\u00edan sustituir por \u00abTrusted_Connection=yes\u00bb, de forma que se acceder\u00eda al servidor con las credenciales del usuario que ejecutara el programa, por ejemplo, se tendr\u00eda acceso si se ejecutara como administrador. En cualquier caso, se puede preguntar a Varian para que proporcione estos datos.<\/p>\n

          Posteriormente, se muestra un ejemplo en el que se realiza una consulta muy simple de SQL con la cual se seleccionan el Id, nombre y apellido de todos los pacientes de la tabla Patient (l\u00edneas 7\u20138) de la base de datos, datos que se imprimen por pantalla (l\u00edneas 10\u201313).<\/p>\n

          Para realizar estas consultas es necesario conocer el esquema de la base de datos con la que se est\u00e1 trabajando y la descripci\u00f3n de las tablas de las que se componen. Para esto es \u00fatil consultar la documentaci\u00f3n de Varian [10, 11].<\/p>\n

          De manera parecida se podr\u00eda conectar con cualquiera de las bases de datos de AURA.<\/p>\n

          4\u00a0 Discusi\u00f3n y conclusiones<\/p>\n

          Se ha presentado en este trabajo la manera de integrar en Python las herramientas necesarias para acceder a los datos almacenados en el TPS Eclipse, en el sistema de registro y verificaci\u00f3n ARIA (o en AURA) y en los logfiles<\/em> generados por un acelerador lineal de electrones.<\/p>\n

          Con estas herramientas se podr\u00edan automatizar gran cantidad de procesos constituyentes del proceso radioterap\u00e9utico. Por ejemplo, en [12] se automatiza la revisi\u00f3n de unidades monitor impartidas a los pacientes durante los tratamientos de radioterapia externa; o en [13] se automatiza el uso de listas de comprobaci\u00f3n o checklists<\/em>. Las posibilidades van m\u00e1s all\u00e1 de estos ejemplos, dado el gran potencial del acceso a todos estos datos.<\/p>\n