Akciğer kanserlerinde stereotaktik ablatif beden radyoterapisinin toksisite ve doz - yanıt ilişkisinin matematiksel model ile görüntü ve dozimetrik analizi
Lung cancers stereotactic ablative body radiotherapy toxicity and dose - response relations with mathematical modelling of image and dosimetric analyses
Yazar: UĞUR AKBAYIRLI
Danışman: PROF. DR. GÖKHAN ÖZYİĞİT
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Klinik Onkoloji Ana Bilim Dalı / Radyoterapi Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Onkoloji = Oncology
Dizin: Akciğer neoplazmları = Lung neoplasms ; Doz-cevap ilişkisi-radyasyon = Dose-response relationship-radiation ; Karsinoma-küçük hücreli olmayan-akciğer = Carcinoma-non small cell-lung ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Radyasyon etkileri = Radiation effects ; Radyometri = Radiometry ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Radyoterapi-bilgisayar yardımlı = Radiotherapy-computer assisted ; Stereotaksik teknikler = Stereotaxic techniques ; Toksisite = Toxicity

Özet:
AKBAYIRLI U. Akciğer kanserlerinde stereotaktik ablatif beden radyoterapisinin toksisite ve doz - yanıt ilişkisinin matematiksel model ile görüntü ve dozimetrik analizi, Hacettepe Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Radyoterapi Fiziği Programı Yüksek Lisans Tezi, Ankara, 2017. Konvansiyonel radyoterapi uygulamalarında klinisyenler ve fizikçiler tümör ve çevre sağlıklı dokuya uygulanacak doz için matematiksel doz - yanıt modellerine güvenebilmektedir. Ancak stereotaktik ablatif beden radyoterapisi (SABR) için değişen tedavi uygulanış şekli nedeniyle güvenilir bir doz - yanıt modeli tartışmalıdır. Bu tez çalışmasında, SABR uygulamasının akciğerin hastalıklı ve hastalıklı olmayan çevre sağlıklı dokularına etkileri incelenmiş ve küçük hücreli dışı akciğer kanserleri (KHDAK) için matematiksel bir doz - yanıt temeline dayandırılmaya çalışılmıştır. Bu sebeple, CyberKnife KHDAK tedavisi almış uygun 19 hasta seçilmiştir. Bu olguların 7' si EBT3 gafchromik filmler ile Brainlab ExacTrac fantomu üzerinde dozimetrik olarak analiz edilmiştir. GTV' de karşılaştırılan dozlar için minumum doz % 0,90 ,maksimum doz % 1,02 ve ortalama doz % 0,96, normal akciğer hacminin dozu % 4,01 istatistiksel anlamlı derecede tedavi planlama sistemine göre (TPS) sonuçlarına göre daha az bulunmuştur. Göğüs duvarı dozları da incelenmiş ve TPS' e göre yaklaşık %2,22 daha az bulunmuştur ancak istatistiksel olarak anlamlı değildir. Rezidü ve buzlu cam yüzeylerine ait konturlar izlem Bilgisayarlı tomografi (BT) kesitleri üzerine radyasyon onkologları tarafından çizilmiş ve deformasyon hizalaması ile tedavi BT izodoz eğrileriyle karşılaştırılmıştır. Rezidüler tedavi yanıtı, buzlu cam yüzeyleri radyasyon kaynaklı akciğer hasarı (RKAH) olarak alınmış ve ilgili doz değerlerinde dozlar üzerindeki kesirlerinin polinom fonksiyonu davranışı gösterdiği görülmüştür. Tedavi sonrası ilk 6 ayda, RKAH eğrisi kübik ve tedaviye yanıt eğrisi kuartik bir polinoma benzemektedir. Diğer taraftan, tedavi sonrası ikinci 6 ayda, RKAH eğrisi kuadratik ve tedaviye yanıt eğrisi kübik polinoma benzemektedir. Son olarak, tedavi bitişi sonrası ilk 6 ayda, ikinci 6 ayda ve üçüncü 6 ayda izlem BT' lerinde tedavi BT' sine göre Hounsfield Birimi' nde (HU) izodoz düzeyleri cinsinden meydana gelen değişimler de karşılaştırılmıştır. Takip BT' lerinin analizleri göstermektedir ki, hem görüntü analizleri hem de matematiksel HU modellemesi yaklaşık aynı sonuçları vermektedir. Tedavi etkinliği açısından 40 Gy önemli iken, RKAH olasılığı bakımından 35 Gy önemli olduğu gözlenmiştir. Silindirik kolimatör tabanlı robotik akciğer SABR tedavisinde tedavi etkinliğini ve RKAH olasılığını gözlemek için HU modellemesini kullanmı etkin ve faydalı bir teknik olabilir.

Abstract:
AKBAYIRLI U. Lung cancers stereotactic ablative body radiotherapy toxicity and dose - response relations with mathematical modelling of image and dosimetric analyses. Hacettepe University Institue of Health Sciences, Msc. Thesis in Radiotherapy Physics Program, Ankara, 2017. In conventional radiotherapy applications, clinicians and physicist rely upon mathematical dose - response models for applied doses to tumor and periphery healthy tissues. However in stereotactic ablative body radiotherapy (SABR), reliable dose - response model is controversial because of the changing treatment techniques. In this thesis study, the effects of SABR on to diseased area and healthy tissues in lungs were examined and based a mathematical dose response relation for non smal cell lung cancer (NSCLC). For this reason, 19 appropriate NSCLC patients with treated in Cyberknife were chosen. The part of 7 patients in this 19 patients were anayzed dosimetrically on to Brainlab ExacTrac gating phantom with EBT3 gafchromic films. Compared doses for GTV with minimum 0.90 %, maximum 1.02 % and mean 0.96 %, normal lung volume 4.01 % found statistical significantly less compared to the treatment planning system (TPS) results. Chest wall was also examined, and less then TPS about 2.22 %, but it is not statistically significant. Conturs of residues and ground glass opasities were drawn by radiation oncologists on follow - up computer tomography (CT) scans and they compared to the isodose lines in treatment CT with deformable registration. In comparasion, residues were taken as treatment response and ground glass opasities were taken as radiation induced lung damage (RILD), showed polynomial function behaviour to dose values to their fractions in these doses. First 6 months after treatment, RILD curve is likely to be a cubic and treatment response curve is likely to be a quartic polynomial. On the other hand, second 6 months after treatment,  RILD curve is likely to be a quadratic and treatment response curve is likely to be a cubic polynomial. Lastly we also compared Hounsfield Unit (HU) changes in follow - up CT' s to the treatment CT as a funtion of isodose bins in first 6 monts, second 6 months and third 6 months after treatment finished. Analyses of follow - up BT' s showed that both imaging analyses and mathematical HU modelling give nearly same results. It was observed that, 40 Gy is important for treatment activity and 35 Gy is important for RILD possibility. Using mathematical HU modelling for seeing treatment activity and RILD may possibility be an effective and useful technique in cylindrical colimator based robotic stereotactic ablative lung radiotherapy.