Yoğunluk ayarlı prostat radyoterapi planlarının farklı tedavi planlama algoritmaları ile dozimetrik karşılaştırılması
Dosimetric comparison of intensity modulated prostate radiotherapy plans with different treatment planning algorithms
Yazar: AHMET ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. NİHAL BÜYÜKÇİZMECİ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Radyasyon Onkolojisi = Radiation Oncology
Dizin: Algoritmalar = Algorithms ; Gama = Gamma ; Hızlandırıcılar = Accelerators ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Tedavi planlama = Treatment planning

Özet:
Radyoterapide, hedeflenen doku hacmine verilecek dozun hesaplanması için, çeşitli tedavi planlama algoritmaları kullanılmaktadır. Bu algoritmalar sayesinde vücuttaki tüm organ ve dokuların alacakları dozların üç boyutlu olarak simülasyonu yapılmakta, elde edilen doz dağılımları ile uygun değerli tedavi planları önceden hazırlanabilmektedir. Gelişen yazılım teknolojisiyle elde edilen hassas algoritmalar tedavi plan kalitelerini önemli ölçüde artırmaktadır. Çalışmamızın amacı Prowess Panther Tedavi Planlama Sistemi (PPTPS) ve Eclipse Tedavi Planlama Sistemlerine (ETPS) aktarılan bilgisayarlı tomografi kesit görüntüleri ile optimum tedavi planları elde edilerek Pencil Beam Convolution (PBC) algoritmasını kullanan ETPS ile Collapse Cone Convolution Süperposition (CCCS) algoritmasını kullanan PPTPS sistemlerinde dozimetrik karşılaştırma yapmaktır. Prostat kanserli 30 hasta için iki tedavi planlama yazılımında hem PBC hem de CCCS algoritmalarıyla doz dağılımları hesaplanmıştır. Tüm tedavi planları Radyasyon Tedavi Onkoloji Grubu (RTOG) uluslararası kriterlerine uygun olarak oluşturulmuştur. Kalite kontroller için PTW 2D Array dozimetrik ekipman ve Verisoft yazılım kullanılmıştır. Kalite Kontroller Gama İndeks yöntemine göre değerlendirilmiş ve karşılaştırılmıştır. Düşük, orta, yüksek riskli prostat hastalarında verilen dozun planlanan hedef hacmi (PTV) kapsaması açısından en iyi algoritma CCCS olarak gözlendi. Risk altındaki kritik organlara baktığımızda ise her algoritma doz limitlerinin altında sonuç vermekle birlikte, düşük, orta, yüksek riskli prostat hastaları için farklı organlarda farklı üstünlükler gözlendi. Radyoterapide verilmek istenen hedef radyasyon dozuna erişmek için lineer hızlandırıcı cihazının verdiği Monitör birim (MU) değerleri her üç tip prostat kanserli hastaların tedavisinde de PBC algoritmasında belirgin yüksek çıkmıştır. Hasta tedavi süreleri açısından incelediğimizde ise en kısa sürede tedaviyi uygulayan algoritma tüm prostat kanseri çeşitlerinde CCCS olarak bulunmuştur.

Abstract:
In radiotherapy, various treatment planning algorithms are used to calculate the dose to be given to the targeted tissue volume. Thanks to these algorithms, the doses to be received by all organs and tissues in the body are simulated in three dimensions and optimum treatment plans can be prepared in advance with the dose distributions obtained. Precise algorithms obtained with developing software technology significantly increase the quality of treatment plans. The aim of our study is to make dosimetric comparisons between Eclipse Treatment Planning System (ETPS) using Pencil Beam Convolution algorithm (PBC) and Prowess Panther Treatment Planning System (PPTPS) systems using Collapse Cone Convolution Superposition algorithm (CCCS) by obtaining optimum treatment plans with computed tomography cross-section images transferred to PPTPS and ETPS. Dose distributions were calculated with both PBC and CCCS algorithms in two treatment planning software for 30 patients with prostate cancer. All treatment plans were created in accordance with RTOG international criteria. PTW 2D Array dosimetric equipment and Verisoft software were used for quality controls. Quality Controls were evaluated and compared according to the Gamma Index method. CCCS was observed as the best algorithm in terms of coverage of the planned target volume (PTV) of the administered dose in low, intermediate, and high-risk prostate patients. When we look at the critical organs at risk, although each algorithm yields results below the dose limits, different advantages were observed in different organs for low, medium and high risk prostate patients. The Monitor unit (MU) values given by the linear accelerator device to reach the target radiation dose desired to be given in radiotherapy were significantly higher in the PBC algorithm in the treatment of patients with all three types of prostate cancer. When it is examined the patient in terms of treatment times, the algorithm that implements the treatment in the shortest time is found as CCCS in all prostate cancer types.