haku: @keyword optimization / yhteensä: 134
viite: 15 / 134
| Tekijä: | Voutilainen, Arttu |
| Työn nimi: | Spatial Objectives in Radiation Therapy Treatment Planning |
| Paikkakohtaisen annostavoitteen käyttö sädehoidon suunnittelussa | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2016 |
| Sivut: | 47 s. + liitt. 13 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Perustieteiden korkeakoulu |
| Oppiaine: | Systeemi- ja operaatiotutkimus (F3008) |
| Valvoja: | Ehtamo, Harri |
| Ohjaaja: | Pietilä, Ville |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201606172658 |
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 4208 | Arkisto |
| Avainsanat: | radiation therapy optimization objective gradient search treatment planning plan conversion sädehoito optimointi optimointitavoite gradienttihaku hoidon suunnittelu |
| Tiivistelmä (fin): | Moderni intensiteettimoduloitu sädehoito mahdollistaa potilaaseen kohdistuvan säteilyannoksen tarkan hallinan. Samalla hoidon määrittämiseen tarvittavien parametrien määrä kasvaa varsin suureksi. Yksittäisten parametrien määrittelemisen sijaan hoidon suunnittelussa määritellään haluttu lopputulos, jonka jälkeen optimointialgoritmi pyrkii luomaan hoitosuunnitelman, joka toteuttaa annetut tavoitteet. Tyypillisesti suunnittelussa käytetään annos-tilavuus-tavoitteita, jotka osoittavat ylä- tai alarajan annokselle tietyssä osassa tärkeän elimen, kasvaimen tai muun rakenteen tilavuutta. Kudoksen biologisiin ominaisuuksiin perustuvia tavoitteita on myös mahdollista käyttää. Nämä työkalut eivät kuitenkaan tarjoa mahdollisuutta hallita annosjakauman kolmiuloitteista ominaisuuksia. Tässä työssä esitellään uusi tavoitetyyppi, paikkakohtainen annostavoite, ja arvioidaan sen käyttöä realistisessa käyttötapauksessa. Työtä varten paikkakohtainen annostavoite toteutettiin Eclipse-hoidonsuunnitteluohjelman (Varian Medical Systems, Inc) yhteyteen. Paikkakohtaisessa annostavoitteesa potilaan kehon jokaiseen tilavuusalkioon voidaan määrätä säteilyannos, jota ei tule ylittää tai alittaa. Annos määrätään jokaiseen tilavuusalkioon erikseen, mikä mahdollistaa annosjakauman kolmiuloitteisten piirteiden hallinnan. Työssä näytetään, että paikkakohtaisia annostavoitteita käyttäen optimointialgoritmin voi ohjata kohti haluttua, fysikaalisesti realistista annosjakaumaa. Tavoitteita voi käyttää myös yhdelle hoitokoneelle suunnitellun hoidon muuntamiseen toiselle, dosimetrisesti erilaiselle hoitokoneelle sopivaksi. Muuntaminen on tarpeen esimerkiksi alkuperäisen hoitokoneen rikkoutuessa. Paikkakohtaisia annostavoitteita hyödyntävän muunnoksen näytetään tuottavan samanveroisia tai parempia hoitosuunnitelmia Eclipsen nykyiseen muuntotyökaluun verratuna. Tämän työn tuloksia hyödyntäen voidaan kehittää sädehoitojen suunnittelua ja parantaa potilaiden saamaa hoitoa. |
| Tiivistelmä (eng): | Modern intensity modulated radiation therapy allows a precise control over the dose absorbed by the patient's body. This requires a large number of parameters to define a treatment. Thus instead of specifying the parameters the treatment planner specifies the wanted outcome, after which an optimization algorithm aims to create a treatment plan that satisfies the objectives set by the planner. A common objective type is a dose-volume objective that indicates an upper or a lower limit for dose level for a certain volume of a critical organ, tumor or other structure. Objectives based on biological tissue responses can also be used. However, these objectives do not offer control over the exact 3D distribution of the dose. This work introduces a new objective type, a spatial objective, to be used in radiation therapy treatment planning, and evaluates its usage in a realistic use case. The objective is implemented on top of the Eclipse Treatment Planning System (Varian Medical Systems, Inc.). A spatial objective sets an upper or a lower limit for the dose in all voxels inside a patient's body. The limit is set for each voxel individually, allowing the planner an exact control over the spatial features of the dose distribution. In this work it is shown that the spatial objective can be used to direct the optimizer to a physically realistic dose distribution. Spatial objectives can also be utilized to perform plan conversion, i.e., to convert a treatment plan from one treatment machine to another, possibly dosimetrically inequivalent machine. This kind of conversion is required for example if the original treatment machine breaks down. A conversion utilizing the spatial objectives is shown to produce plans that are of comparable or superior quality than those produced by the current tool used in Eclipse. The results of this thesis can be used to improve the radiation therapy treatment planning and the treatments received by the patients. |
| ED: | 2016-07-17 |
INSSI tietueen numero: 54087
+ lisää koriin
INSSI