The Direct control of the multi-leaf collimator in the inverse problem of radiotherapy treatment planning

Kolmonen Pekka 19.3.2004\nLuonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekunta\nLääketieteellinen fysiikka\nThe Direct Control of the Multi-Leaf Collimator in the Inverse Problem of Radiotherapy Treatment Planning (Moniliuskakollimaattorin suora kontrolli sädehoidon annossuunnittelun käänteisongelmassa)\nVastaväittäjä: Dosentti Mikko Tenhunen, Helsingin yliopistollinen keskussairaala\nKustos: Dosentti Tapani Lahtinen, Kuopion yliopistollinen sairaala Väitöskirjan tiivistelmä:\nUudet laitteet ja matemaattinen optimointi sädehoidon annossuunnitelun apuna\n\nUlkoista sädehoitoa on käytetty jo noin sadan vuoden ajan syövänhoidossa. Ulkoisessa sädehoidossa hoidettavaa aluetta (syöpäkudos) säteilytetään potilaan ulkopuolelta. Uudet laitteet ja kehittyneet menetelmät ovat mahdollistaneet sädehoidon jatkuvan kehityksen ja hoitotulosten paranemisen. Esimerkkinä nykyajan hoitomenetelmistä voidaan mainita tietokonetomografiakuvaus, jolla saadaan kolmiulotteinen kuvan potilaan anatomiasta jonka avulla syöpäkudos voidaan paikantaa tarkasti, sekä annossuunnittelulaitteisto, jolla kyetään laskemaan ja visualisoimaan hoidon tuottama säteilyannos potilaassa.\n\nUlkoisen sädehoidon eräs haittapuoli on se, että syöpäkudosta säteilytettäessä myös terveet kudokset saavat jonkin verran säteilyä. Tätä on kompensoitu esimerkiksi säteilyn tulosuuntien järkevällä valinnalla ja suojaamalla säteilykentän osat jotka osuvat terveeseen kudokseen. Viime aikoina ovat käyttöön tulleet moniliuskakollimaattorit jotka koostuvat useista säteilyn pysäyttävistä liuskoista. Jokaista liuskaa voidaan ohjata erikseen, hoidon aikana, tietokoneen avulla. Kyseistä kollimaattoria käytetään yleisimmin suojaamaan säteilykentän osia. Koska kollimaattorin liuskoja voidaan ohjata hoidon aikana, voidaan kollimaattorilla muokata paikallisesti säteilykentän voimakkuutta (intensiteettiä) myös vapaammin kuin pelkästään suojaamalla joitain kentän osia.\n\nSädehoidon annossuunnittelun käänteisongelma voidaan määritellä seuraavasti: luodaan hoitosuunnitelma joka toteuttaa annetun annosmääräyksen mahdollisimman tarkasti. Annosmääräys koostuu esimerkiksi syöpäkudoksen halutusta minimiannoksesta ja terveiden kudosten annosrajoitteesta, jota ei hoidossa saa ylittää. Jos hoitosuunnitelma on muuten jo etukäteen tiedossa ja ainoastaan kenttien intensiteetit halutaan määrittää, on kyse intensiteettimuokatusta sädehoidosta (Intensity Modulated RadioTherapy, IMRT). Sädehoitoklinikoilla työskentelevät annossuunnittelijat pystyvät normaalisti toteuttamaan annosmääräyksen muun hoidon osalta mutta kenttien intensiteettien muokkaus on ihmiselle liian kompleksinen ongelma ratkaistavaksi.\n\nPekka Kolmosen väitöskirjatyössä on tutkittu ja kehitetty menetelmiä, joilla sädehoidon annossuunnitelun käänteisongelma IMRT:n osalta voidaan ratkaista käyttäen matemaattista optimointia ja moniliuskakollimaattoria. Annosmääräys muutetaan matemaattiseen muotoon ja moniliuskakollimaattorin hoidonaikainen ohjaus optimoidaan siten, että annosmääräys toteutuu mahdollisimman hyvin.\n\nYleisesti IMRT:n optimoinnissa on määritetty ensin sädehoitokenttien intesiteetit ja sen jälkeen ratkaistu moniliuskakollimaattorin ohjaus. Väitöskirjassa esitetty menetelmä ratkaisee kollimaattorin ohjauksen suoraan joten optimoinnin tulos on valmis hoitosuunnitelma joka ottaa kollimaattorin tekniset rajoitukset huomioon.\nKuopion yliopiston julkaisuja C Luonnontieteet ja ympäristötieteet. ISBN 951-781-308-2\nKuopion yliopisto\nViestintä\ntiedotus@uku.fi

ISBN-10:
951-781-308-2
Kieli:
eng
Sivumäärä:
81 s.
Tekijät:
Kolmonen Pekka(diss)
Tuotekoodi 019864
20,00 €