Göz içi tümör radyocerrahisi için göz takip sistemi ve kalite güvence fantomunun geliştirilmesi

Uveal malign melanom, erişkinlerde en sık görülen göz içi kanser türüdür. Bu tür tümörlerin tedavisinde sıklıkla stereotaktik radyocerrahi uygulamaları yapılmaktadır. Lineer hızlandırıcılar ve proton terapi cihazları gibi eksternal radyoterapi cihazlarıyla yapılan bu radyasyon tedavilerinde, hedefin bulunduğu gözün hareketinden kaynaklanabilecek hatalı ışınlamaları önleyebilmek için tedavi hazırlığı aşamasında invaziv yöntemlerle gözün immobilizasyonu sağlanır. Bu tez kapsamında, tedavi cihazı ile iletişim kurarak otonom olarak tedaviyi yönetmesi tasarlanan bir göz takip sisteminin ve sistemin kalite güvence testlerinin yapılmasını sağlayacak bir göz fantomunun geliştirilmesi amaçlanmıştır. Tedavi öncesinde gözün immobilizasyonunun sağlanması yerine, geliştirilen sistemin kullanılarak tedavi sırasında göz pozisyonunun takip edilmesiyle göz içi tümörün yalnızca tedavinin planlandığı pozisyonda ışınlanması otonom olarak sağlanabilecektir. Göz takip sistemi, iris tespiti ile göz takibi yapan görüntü algılayıcı tabanlı bir sistemdir. Geliştirilen sistem, takip edilen irisin tanımlanan toleransın içinde olduğu sürece tedavinin sürdürülmesi ve tolerans dışına çıkması durumunda tedavinin duraklatılması için çıktı verebilmektedir. Sistemin iris tespit etme başarısı insan gözü görüntüleriyle test edilmiştir. Sistemin tespit ettiği açı değerlerinin doğrulaması için ihtiyaç duyulan kalite güvence testleri, göz hareketlerinin simüle edilmesi için bu tez kapsamında geliştirilen göz fantomu ile gerçekleştirilmiştir. Fantom üzerindeki göz küresinin tanımlı açı değerlerine hareketinin tespiti, göz takip sistemi ile kaydedilen video görüntüleri kare-kare (frame-by-frame) kontrol edilerek yapılmış ve sapma miktarları değerlendirilmiştir. Sistemin insan gözünde iris tespitini başarıyla sağladığı ve elde edilen iris konturunun video görüntülerindeki kareler arasında sürekliliği görülmüştür. Fantom kullanılarak açı tespitiyle yapılan kalite güvence testlerinde ölçümler tutarlılık göstermiştir. Ayrıca tez kapsamında geliştirilen algoritmalar ile hareket eden göz küresindeki ilk konumu bilinen hedefin eş zamanlı koordinatlarının, açısal hareketinin ve doğrusal yer değiştirme bilgilerinin hesaplanması sağlanmıştır. Bu algoritmaların, tedavi edilecek hedefin hacminin tanımlanması ve tedavide izin verilecek yer değiştirme miktarının belirlenmesinde kılavuzluk sağlamasına ek olarak hedef konumunu eş zamanlı belirleyerek hedef takipli (target tracking) tedavilerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Göz içi tümörlerin eksternal radyoterapi cihazlarıyla radyocerrahisi için geliştirilen bu sistemin, klinikte tedavi öncesi simülasyon görüntüleme, hedef organ hacminin belirlenmesi ve tedavi gibi farklı aşamalarda kullanılması hedeflenmiştir. Göz takip sistemi ile hasta tedavisinin doğruluğu sağlanırken, ışınlanacak hedefin hareket toleransının, hacminin ve eş zamanlı konumunun belirlenmesi, göz fantomu ile de sistemin kalite güvence testlerinin yapılması şeklinde geniş kapsamlı bir tedavi destek sistemi tasarlanmıştır.