Stereotaktik radyocerrahi ve stereotaktik beden radyoterapisi uygulamalarında manyetik rezonans görüntüleme tabanlı tedavi planlama sisteminin kullanılabilirliği
Usability of magnetic resonance imaging-based treatment planning system in stereotactic radiosurgery and stereotactic body radiotherapy
Yazar: AYŞEGÜL ASLAN
Danışman: DOÇ. DR. MELİS GÜLTEKİN
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Klinik Onkoloji Ana Bilim Dalı / Radyoterapi Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Onkoloji = Oncology
Dizin: Manyetik rezonans görüntüleme = Magnetic resonance imaging ; Radyasyon onkolojisi = Radiation oncology ; Radyocerrahi = Radiosurgery ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Stereotaksik teknikler = Stereotaxic techniques ; Tedavi = Treatment

Özet:
Bu tez çalışmasında, beyin ve prostat yerleşimli tümörlerin stereotaktik radyocerrahi (SRC) ve stereotaktik beden radyoterapisi (SBRT) planlamasında bilgisayarlı tomografi (BT) yerine manyetik rezonans görüntüleme (MRG) tabanlı tedavi planlama sisteminin (TPS) kullanılabilirliği araştırılmıştır. MRG görüntüleri üzerinde farklı dokulara ait yoğunluk ve hounsfield unit (HU) değerleri için üç farklı senaryo oluşturulmuş ve bu değerlere göre tedavi planları yapılmıştır. İlk senaryoda MRG görüntüsündeki tüm dokuların yoğunluğu 1 g/cm³ olarak tanımlanmış (MR1 planı), ikinci senaryoda hava 0 g/cm³, yumuşak doku 1 g/cm³ ve kemik 1,35 g/cm³ (MR3 planı) ve üçüncü senaryoda ise 10 farklı doku yoğunluk skalası tanımlanmıştır (MR10 planı). Daha sonra RayStation TPS'de otomatik segmentasyon aracı kullanılarak bölümlenen yapıların otomatik olarak MRG üzerine atanması test edilmiştir.  Beyin tümörlü olgularda referans BT planı ile diğer üç senaryoda yapılan MRG planları arasında istatistiksel anlamlı fark saptanmamıştır. Prostat kanserli olgularda ise referans BT ile MR3 ve MR10 planları arasında anlamlı fark saptanmazken MR1 planları için PTVortalama ve PTVD2 dozları arasında istatistiksel anlamlı fark saptanmıştır (p<0,05). Çalışma sonuçlarına göre beyin metastazlı tümörlerde üç farklı senaryonun BT tabanlı planlama yerine kullanılabilir olduğu sonucuna varılmıştır. Prostat kanserli olgularda ise SBRT planlamasında, MR3 ve MR10 planları BT tabanlı planlama yerine kullanılabilir olduğu ancak MR1 planının kullanımının uygun olmadığı sonucuna varılmıştır. Raystation TPS'de otomatik konturlama aracı kullanılarak bölümlenmiş konturların MRG kesitlerinin üzerine aktarımının yapılamayacağı sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this study, feasibility of Magnetic Resonance Imaging (MRI) based treatment planning system instead of computed tomography (CT) in SRC and SBRT was evaluated. Three different scenarios were created for density and hounsfield unit (HU) values of different tissues on MRI images and treatment plans were generated according to those values. In the first scenario, the density of all tissues in the MRI image was defined as 1 g/cm³ (MR1 plan). In the second scenario, three different structures, namely air (0 g/cm³), soft tissue (1 g/cm³) and bone (1,35 g/cm³), were defined (MR3 plan). In the third scenario, 10 different tissue density scales were defined as expanded (MR10 plan). Then, using the automatic segmentation tool in RayStation® TPS, the automatic assignment of the segmented structures on MRI was tested. In cases with brain tumors, no statistically significant difference was found between the reference CT plan and MRI plans made in the other three scenarios. In prostate cancer cases, when the reference CT and MR1 plans were compared, statistically significant differences were found between  PTVmean and PTVD2 doses (p <0,05). There was no significant difference between reference CT and MR3 and MR10 in patients with prostate cancer. In conculusion, we found that MRI plans made in three different scenarios can be used instead of CT-based treatment planning in SRC planning of brain tumors, and MR3 and MR10 plans can be used instead of CT-based planning in SBRT planning, but the MR1 plan cannot be used in cases with prostate cancer. Automatic contouring results showed that the segmented contours should not be transferred onto the MRI by using the automatic contouring tool in Raystation® TPS.