Radiotherapy Planning based on Simulations Performed using Open Source Software

Yüksek Lisans TeziRadyoterapide tedavi başarısını mümkün olan en üst düzeye çıkarmak için, planlanan ve hastaya uygulanan doz arasındaki farkın minimum olması gerekmektedir. Tedavi uygulamasındaki doğruluğun (%3,-%5) değer aralığında tutulabildiği durumlarda, radyobiyolojik açıdan planlanmış olan dozun başarılı şekilde hedef hacme uygulandığı varsayılabilir. Radyoterapi alanında modelleme kavramı büyük önem taşımaktadır. Hastaların Tomografi ve Manyetik Rezonans Görüntüleme verilerinin tanı ve tedavi amaçlı kullanılması büyük oranda modelleme esasına dayanmaktadır. “Dışarıdan ışın uygulaması” (“external beam”/EBRT) kavramına dayalı radyoterapi planlanması, radyasyonun dokuyla etkileşimi ve neden olduğu sonuçlar açısından çok önemlidir. Bu bağlamda, oldukça pahalı sistemler olan Tedavi Planlama Sistemleri (TPS), öncelikli olarak hasta güvenliğini sağlamayı amaçlar. Öte yandan, Radyoterapi Lineer Hızlandırıcı (LINAC) cihazları, radyoterapi modellemesine dayalı görece düşük bütçeli uygulamalar için uygun görünse de tedavi planlamasına yönelik yazılım maliyetlerinin yüksekliği pratikte edinilip kullanılabilirliğini sınırlamaktadır. Bu tez çalışmasında, açık-kaynak kodlu (“open-source”) yazılımlar kullanılarak oluşturulacak radyoterapi modellerine dayanan sade bir TPS’in geliştirilmesi, elde edilecek sonuçların ticari TPS’lerin sonuçlarıyla karşılaştırılması amaçlanmaktadır.In order to maximize treatment success in radiotherapy, the difference between the planned dose and the dose administered to the patient should be minimal. In cases where the accuracy of the treatment application can be kept within the range of (3%, -5%), it can be assumed from a radiobiological point of view that the planned dose has been successfully delivered to the target volume. Modeling is a concept of great importance in the field of radiotherapy. The diagnosis and treatment-oriented usage of patients’ Tomography and Magnetic Resonance Imaging data is largely based on modeling. Radiotherapy planning based on the "external beam" concept is very important in terms of the interaction of radiation with the tissue, and the results of that interaction. In that aspect, the primary aim of Treatment Planning Systems (TPS), which are quite expensive, is to ensure patient safety. On the other hand, Radiotherapy Linear Accelerator (LINAC) devices, even though seemingly suitable for relatively low budget applications based on radiotherapy modeling, are limited in terms of practical availability, due to their high software costs for treatment planning. In this study, a plain TPS is aimed to be developed making use of treatment models solely created using open-source software, and to evaluate and compare obtained results against the results of commercial TPSs’