Akciğer kanserlerinde solunum hareketlerinin iç hedef hacmine etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of respiratory motion on internal target volume in lung cancer
Yazar: CANAN KÖKSAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT OKUTAN
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Temel Onkoloji Ana Bilim Dalı / Sağlık Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Onkoloji = Oncology
Dizin: Akciğer hastalıkları = Lung diseases ; Akciğer neoplazmları = Lung neoplasms ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Radyometri = Radiometry ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Solunum = Respiration ; Stereotaksik teknikler = Stereotaxic techniques ; Tomografi-x ışınlı-bilgisayarlı = Tomography-x ray-computed

Özet:
Çalışmada, akciğer kanseri SBRT tedavilerinde, 4B-BT ile üretilen 10 solunum fazında GTV konturlamanın getirdiği iş yükünü azaltmak için alternatif hedef tanımlama stratejilerinin kullanılabilirliği araştırıldı. 
1 cm ve 4 cm çapında tümörler içeren ve ±1,5 cm genlikle hareket eden silindirik mini bir fantom CIRS akciğer fantomuna yerleştirildi. Fantomun 4B-BT'si çekildi. 10 fazda konturlanan GTV'lerin birleşimiyle altın standart ITV (iç hedef hacim) üretildi. 2faz (%0, %50); 4faz (%0, %20, %50, %70); maksimum yoğunluk projeksiyon (MIP)-BT ve ortalama yoğunluk projeksiyon (AIP)-BT görüntülerinde alternatif ITV'ler oluşturuldu. 5 mm marjla PTV'ler oluşturuldu. Alternatif hedef hacimlerin uygunluk numaraları (CN) hesaplandı. Alternatif hacimlerle optimize edilen SBRT planların film ile ölçülen doz dağılımları, altın standart hacimle optimize edilen planın film ile ölçülen doz dağılımıyla karşılaştırıldı. Akciğer kanserli 15 hastanın 4B-BT görüntüleri kullanılarak, fantomda uygulanan ITV tanımlama yöntemleriyle ITV'ler ve PTV'ler oluşturuldu. Alternatif hedef hacimlerin CN değerleri hesaplandı. 
Fantomda 1 cm ve 4 cm çapında tümörlerin 2faz, 4faz, MIP, AIP görüntülerinde oluşturulan PTV'lerin CN değerleri sırasıyla 0,813; 0,971; 0,846; 0,817 ve 0,936; 0,953; 0,946; 0,901'dir. %3-3 mm kriterine göre gamma geçme oranı; küçük tümörün 4faz optimizeli planında %90'nın üzerindeyken, büyük tümörün dört alternatif hacim optimizeli planların her birinde %90'nın üzerindedir. Klinik çalışmada; hareket büyüklüğü >1 cm ve <1 cm olan tümörlerin 2faz, 4faz, MIP, AIP görüntülerinde oluşturulan PTV'lerin CN değerleri sırasıyla; 0,842±0,054; 0,920±0,028; 0,798±0,076; 0,730±0,088 ve 0,931±0,025; 0,959±0,011; 0,827±0,043; 0,816±0,059 olarak bulundu.
Fantom ve klinik çalışmaya göre altın standarda en uyumlu alternatifin 4faz olduğu tespit edildi.

Abstract:
The aim of this study was to investigate the use of alternative target delineation strategies to reduce the workload of GTV contouring on 10 4D-CT phases in lung cancer SBRT.
A cylindrical phantom containing tumor (1, 4 cm diameter) and moving with ±1.5 cm amplitude was placed in CIRS lung phantom. 4D-CT scans of the phantom were acquired. The gold standard ITV (internal target volume) was created by combining of GTVs contoured in 10 phases. Alternative ITVs were generated on 2-phase (0%, 50%), 4-phase (0%, 20%, 50%, 70%), maximum intensity projection (MIP)-BT and average intensity projection (AIP)-BT images. PTVs were created with a 5 mm margin. The conformity number (CN) of the alternative volumes was calculated. Dose distributions of SBRT plans measured by film were analyzed. ITVs and PTVs were generated on 4D-CT images of 15 lung cancer patients using alternative target delineation strategies used in the phantom. The CN of the alternative volumes were calculated. 
In phantom, CN of PTVs generated on 2-phase, 4-phase, MIP, AIP images of small and large tumors were 0.813, 0.971, 0.846, 0.817 and 0.936, 0.953, 0.946, 0.901, respectively. The passage rate for the 3%/3mm criterion, for the 4-phase plan of the small tumor and all plans of the large tumor were above 90%. In patients; CN of PTVs generated on 2-phase, 4-phase, MIP, AIP images of tumors with motion >1 cm and <1 cm were 0.842±0.054, 0.920±0.028, 0.798±0.076, 0.730±0.088 and 0.931±0.025, 0.959±0.011, 0.827±0.043, 0.816±0.059, respectively.
4-phase alternative volume may be useful in lung cancer SBRT.