Model tabanlı tedavi planlama sisteminin radyoterapide kullanım öncesi uygunluk sınama basamaklarının iki ve üç boyutlu kriterler açısından araştırılması

Radyoterapi, kanser tedavisinde hedef tümör dokusuna terapötik dozda iyonlaştırıcı radyasyon uygularken, sağlıklı dokuları en üst düzeyde korumayı amaçlayan temel bir tedavi yöntemidir. Bu hedefin başarıyla gerçekleştirilebilmesi için, tedavi planlama sistemlerinde kullanılan doz hesaplama algoritmalarının doğruluğu kritik öneme sahiptir. Günümüzde model tabanlı tedavi planlama sisteminin radyoterapide kullanımı, bilgisayar teknolojisinde donanımsal ve özellikle çoklu paralel işlemcilerin gelişimi sayesinde hızlı Monte Carlo (MC) tekniği ile hesaplama hızı ve doğruluğunu da sağlayarak klinik uygulamalarda yerini almıştır. Radyasyon tedavisinin başarısı tümör kontrol olasılığını en üst düzeye çıkarırken normal doku yan etki olasılığını en aza indirilmesine bağlıdır. Bu iki değer doğrudan tümör ve normal dokuda soğurulan doza bağlıdır, dolayısıyla hastadaki doz dağılımının doğruluğu çok önemlidir. Tedavi planlama sistemlerinin klinik uygulamalara geçmeden önceki kabul testlerinin, uluslararası protokoller ve kullanılan tedavi tekniklerine uygun değerlendirme kriterleri doğrultusunda yapılması önerilmektedir. Yoğunluk ayarlı radyoterapi (IMRT) ve volümetrik modülasyonlu ark terapi (VMAT) gibi ileri radyoterapi tekniklerinde küçük alanların kullanımının artması ve yüksek radyasyon şiddet değişiminin gereksinimine dayalı modelleme sonrası (post modelleme) süreçler zorunlu bir ihtiyaç haline gelmiştir. Tedavi planlama sisteminin (TPS) Monte Carlo modellemesinden sonra elde edilen bu model üzerinde doğrulama yapılarak post modelleme prosedürü önerilir. Bu kapsamda, TPS'de foton için kullanılan MC modelinin, çok yapraklı kolimatöre ait geometrik ve dinamik parametre değerleri; farklı enerji seviyelerindeki lineer hızlandırıcı (LINAC) cihazına ait bir dizi test planı için elde edilen iki boyutlu (2D) doz dağılım ölçümleriyle karşılaştırılarak, genel bir prosedür çerçevesinde doğrulanması tavsiye edilmektedir. Bu tez çalışmasında, Elekta Agility™ MLC kafa yapısına sahip iki farklı LINAC cihazı için, farklı foton enerji seviyelerinde Monaco® 5.11 TPS'de MC tabanlı doz dağılım hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. SAD (kaynak-izomerkez mesafesi) tekniği kullanılarak, 1 mm grid (ızgara) boyutu ve %0,5 istatistiksel belirsizlikle oluşturulan iki boyutlu (2D) ve üç boyutlu (3D) test paketleri, hem filtreli hem de filtresiz foton demetleri için tasarlanmıştır. 2D/3D yazılım destekli Octavius ve Dolphin 2D dizi dedktör sistemi yardımıyla doz dağılımı ölçümleri elde edilmiştir. Ölçüm ve hesaplama verileri, dozda % 2 ve konumda 2 mm uyumu kriterlerine göre Gamma analizine tabi tutulmuş, hem iki hem de üç boyutlu düzeylerde %95 doğruluk kriterini sağlanmıştır. Elde edilen bulgular, MC tabanlı TPS'lerin doğruluğunu artırmak amacıyla model parametrelerinin geliştirilmesine katkı sağlamakta ve gelecekteki tedavi planlamalarında daha yüksek güvenilirlik sunma potansiyeli taşımaktadır. Bu çalışmanın sonuçları, Monte Carlo tabanlı tedavi planlama sistemlerinin doğruluğunu artırmak için gerekli model parametrelerinin geliştirilmesi adına önemli bir adım teşkil etmektedir. Elde edilen bulgular, gelecekteki tedavi planlaması süreçlerinde daha yüksek doğruluk ve güvenilirlik sağlamaya yönelik katkılar sunmaktadır.