Baş boyun kanserli hastalarda tedavi planlamalarının üç boyutlu gama analizi
Three dimensional gamma analysis of treatment plans for head and neck cancer patients
Yazar: BÜŞRA TAVLI
Danışman: PROF. DR. MELTEM SERİN
Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Radyoloji Onkolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Onkoloji = Oncology
Dizin: Algoritmalar = Algorithms ; Gama = Gamma ; Kafa ve boyun neoplazmları = Head and neck neoplasms ; Kanser hastaları = Cancer patients ; Nazofarengeal neoplazmlar = Nasopharyngeal neoplasms ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Radyasyon dozajı = Radiation dosage ; Radyoterapi-bilgisayar yardımlı = Radiotherapy-computer assisted ; Radyoterapi-yoğunluk ayarlı = Radiotherapy-intensity-modulated ; Tedavi = Treatment

Özet:
Radyoterapide hedef hacme maksimum dozu vererek kritik organlarda maksimum koruma sağlamak büyük önem taşımaktadır. Doz dağılımlarının doğru öngörülebilmesi için tedavi planlama algoritmalarının radyasyonun doku içerisindeki davranışını iyi modellemesi gerekmektedir. Bu tez çalışmasında EclipseTM  TPS'de kullanılan Analitik Anizotropik Algoritma (AAA) ile yapılan yoğunluk ayarlı ark terapi (YAAT) planlarının karşılaştırılması ve kalite kontrollerinin (KK) yapılması amaçlanmıştır. 
Çalışmada nazofarenks kanserli hastalar seçilmiş ve bu hastaların YAAT planları yapılarak hesaplama sonrası belirlenen hedef hacim ve kritik organ dozlarına DVH'de bakılmıştır. YAAT planlarının kalite kontrollerini yapabilmek amaçlı planlar ArcCHECKTM fantomu kullanılarak ışınlanmış, sonuçların karşılaştırılabilmesi için veriler 3DVHTM yazılıma aktarılmış ve PDP algoritması kullanılmıştır. 
ArcCHECKTM fantomunda elde edilen verilerin iki boyutta ve üç gama boyutta analizleri yapılmıştır. Ayrıca 3DVHTM programı ile TPS tarafından hesaplanan doz dağılımları belirlenen hedef hacimler ve kritik organlar için karşılaştırılmıştır. Hedef hacimler için Dmaks, D%99, %1, Dort ve HI değerlerine bakılırken, kritik organlar için Dmaks ve D.1cc değerlerine bakılmıştır.   
Yapılan istatistiksel analizler sonucunda TPS ve 3DVHTM karşılaştırılması sonucu PTV70 Gy tümör dozunda¸ dmaks p değeri 0.656, D%99 p değeri 0.064, D%1 p değeri 0.245 ve Dort p değeri 0.140 bulunurken HI p değeri 0.002 bulunmuştur. Spinal kord dmaks p değeri 0.001, D0.1cc için p değeri 0.026 bulunmuştur. 
Yapılan istatistiksel analizler sonucunda TPS tarafından hesaplanan ve ArcCHECKTM ile ölçülerek 3DVHTM ile analiz edilen hedef hacim ve kritik organ dozları için değerlerimiz uyum içindedir. 
PDP algoritmasının DVH etkisini doğru bir şekilde tahmin ettiği ve hasta tabanlı kalite kontrol yöntemlerinde hassas ve spesifik olduğu gözlemlenirken, buna ek olarak gerçek hasta anatomisinde, tüm doz hacmi için gama geçiş oranının başarısız olunan doz seviyesi ve anatomik konumu hakkında bilgi eksikliğinden dolayı tek başına gama analizinin yeterli olmadığı öngörülmüştür

Abstract:
In radiotherapy it is extremely important to give the maximum dose to the target volume and thus obtain maximum protection in critical organs. In order to foresee correctly the dose distribution, treatment planning algorithms should make a good modelling of how radiation will function within the tissue. In the current work the aim is to compare Analytical Anisotropic Algorithm (AAA) used in EclipseTM TPS and Volumetric modulated arc therapy (VMAT) plans VMATand making quality controls. 
Patients with nasopharynx cancer have been selected for the study; VMAT plans of these patients are done and the target volume and critical organ doses ascertained after calculations are looked at DVH. Plans aiming to conduct quality control of VMAT plans are irradiated using ArcCHECKTM phantom and the parameters were transferred to 3DVHTM programme so that the results can be compared. PDP algorithm is used. The parameters obtained through ArcCHECKTM phantom has been analysed two-dimensionally and three-dimensionally. Dose distribution calculated by 3DVHTM  program and also by TPS has been compared in terms of target volumes and critical organs.
 For target volumes Dmaks, D99%, 1%, Dort and HI values are observed and for critical organs Dmaks and D.1cc values are looked at. As a result of the statistical analyses conducted in the result of TPS and 3DVHTM comparison the following values have been found: in PTV70 Gy tumour dose dmaks p value  is 0.656, D99% p value 0.064, D1% p value 0.245 and Dort p value 0.140 whilst HI p value is 0.002.  Spinal cord dmaks p value is 0.001, for D0.1cc p value is 0.026.
As a result of the statistical analysis we see that the dose distribution for target volume and critical organ dose calculated by TPS and the 3DVHTM values measured by  ArcCHECKTM have shown consistency. 
It has been observed that PDP algorithm can predict correctly the effect of DVH and is very sensitive and specific in patient based quality control. Furthermore it is forseen that in real patient anatomy, due to lack of information on anatomic positioning and unsuccessful dose level of gamma transition rate for total dose volume, gamma analysis method is not by itself sufficient.