TCP ve NTCP radyobiyolojik modeller: Meme ve prostat radyoterapisinde konvansiyonel ve hipofraksiyone tedaviler
TCP and NTCP radiobiological models: Conventional andhypofraction treatments in breast and prostate radiotherapy
Yazar: AYŞEGÜL ÜNAL KARABEY
Danışman: PROF. DR. ÖZCAN GÜNDOĞDU
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Radyasyon Onkolojisi = Radiation Oncology

Özet:
Bu çalışmada, meme ve prostat kanserinde hipofraksiyone ve konvansiyonel
radyoterapi dozu uygulanan tedavi planları TCP ve NTCP radyobiyolojik model
kullanarak karşılaştırılmıştır.
Kocaeli Üniversitesi 2021/265 proje numaralı etik kurul onayı alınmış ve Power analizi
ile belirlenen 2009-2021 yılları arasında tedavi görmüş 50 meme ve 50 prostat kanseri
retrospektif olarak belirlendi. Seçilen meme hastalarına 200cGy/gün toplamda 25
fraksiyon konvansiyonel ve 264cGy/gün toplamda 17 fraksiyon hipofraksiyone
yoğunluk ayarlı radyoterapi, prostat hastalarına 200cGy/gün 39 fraksiyonda
konvansiyonel 670cGy/gün toplamda 5 fraksiyon ultra hipofraksiyone hacim ayarlı ark
planları hesaplandı.Matlab programında TCP/NTCP radyobiyolojik modellemeyi
oluşturabilme için matematiksel formülasyonları programda oluşturuldu. Elde edilen
planların DVH verileri ascii formatında matlab programına aktarıldı.
PTV'ler arasında hasar eşdeğer iken kalp ve sol akciğer ortalama doz, 20 ve 30 Gy alan
organ hacimleri arasındaki fark hipofraksiyone tedavide anlamlı olarak daha azelde
edilmiştir(0,000,0,0137,0,0023, 0,0095,0,029,0,0075).
Prostat kanserinde hipofraksiyone ve konvansiyonel tedavilerde femur başları için
EUD(p=0,000) hipofraksiyone tedavide anlamlı fazla olsa da her iki tedavi tekniğinin
normal doku komplikansyon olasılığı(p=0,317) aynıdır. Mesane EUD ve NTCP
değerleri hipofraksiyone tedavi tekniğinde konvansiyonel tedavi tekniğine göre anlamlı
derecede düşük bulunmuştur(0,000, 0,000). Rektum EUD değerleri her iki tedavi
tekniğinde benzer doz olsa da NTCP değeri hipofraksiyone tedavi tekniğinde daha
düşük hesaplanmıştır(0,0180). Prostat PTV EUD ve TCP değerleri hipofraksiyone doz
alan tedavi tekniğinde anlamlı derecede fazla çıkmıştır(0,000, 0,000).
Hipofraksiyone ve konvansiyonel doz tedavi tekniklerinin karşılaştırılması sonucu
hipofraksiyone tedavi tekniği ile daha yüksek TCP ve EUD değeri elde edilmiş, normal
dokuların da daha az doz aldığı görülmüştür. Toplam tedavi süresinin kısalığı ve kritik
organların daha az doz alması sebebi ile hipofraksiyone tedavi meme kanserinde tercih
edilebilir.Radyoterapi planlarında tedavi şemalarını karşılaştırmak için radyobiyolojik
modeller oldukça yol göstericidir. Oluşturduğumuz MATLAB programı, radyasyon
onkoloğu ve medikal fizikçi için plan değerlendirmede oldukça yardımcı bir araçtır.

Abstract:
In this study, treatment plans with hypofractional and conventional radiotherapy dose in
breast and prostate cancer were compared using TCP and NTCP radiobiological model.
Kocaeli University 2021/265project number ethics committee approval was obtained
and 50 breast and 50 prostate cancers that were treated between 2009 and 2021,
determined by Power analysis, were determined retrospectively. For selected breast
patients, 200cGy/day total 25 fractions of conventional and 264 cGy/day total 17
fractions of hypofractionated intensity modulated radiotherapy, for prostate 200cGy/day
of 39 fractions conventional 670cGy/day on total5 fractions ultra-hypofractionated
volume modulated arc plans were perfomed.In order to create TCP/NTCP
radiobiological modeling in Matlab program, mathematical formulations were created in
the program. The DVH data of the obtained plans were transferred to the matlab
program in ascii format.
While damage was equivalent between PTVs, the difference between heart and left lung
mean dose and organ volumes receiving 20 and 30 Gy was significantly less in
hypofractionated treatment (0,000, 0.0137, 0.0023, 0.0095, 0.029, 0.0075). Although
EUD (p=0,000) for femoral heads in hypofractionated and conventional treatments in
prostate cancer is significantly higher in hypofractionated treatment, the normal tissue
complication probability of both treatment techniques (p=0.317) is the same. Bladder
EUD and NTCP values were found to be significantly lower in the hypofractionated
treatment technique compared to the conventional treatment technique (0.000, 2,370E-
7). Although the rectum EUD values were similar in both treatment techniques, the
NTCP value was calculated lower in the hypofractionated treatment technique (0.0180).
Prostate PTV EUD and TCP values were significantly higher in the hypofractionated
dose treatment technique(0,000, 0,000). As a result of the comparison of
hypofractionated and conventional dose treatment techniques, higher TCP and EUD
values were obtained with the hypofractionated treatment technique, and it was
observed that normal tissues received less doses. Hypofractionated treatment may be
preferred in breast and prostate cancer because of the short duration of the total
treatment and the lower doses of critical organs. Radiobiological models are very
instructive to compare treatment schemes in radiotherapy plans. The MATLAB
program we have created is a very helpful tool for radiation oncologist and medical
physicist in evaluating plans.