Srovnání běžného plánování radioterapie se znalostním plánováním založeným na modelech

Abstract

Bakalářská práce se zaměřuje na porovnání manuálního plánování v radioterapii s plánováním založeným na modelech. Plánování založené na modelech by mohlo zlepšit efektivitu, konzistentnost a kvalitu plánů používaných v klinické praxi. Hlavní výhodou této metody je zkrácení doby potřebné k plánování. V současnosti je jediným komerčně dostupným programem pro plánování založeným na znalostech program RapidPlan od firmy Varian. V teoretické části se práce zabývala technikami ozařování a plánování využívanými v radioterapii, konkrétně technikami IMRT a VMAT, inverzním plánováním, modulem RapidPlan a tím, jak takový model vytvořit, trénovat a validovat. Na závěr teoretické části byly rozebrány výzkumy srovnávající manuální plánování s plánováním v RapidPlan. Z odborné literatury vyplynulo, že použití RapidPlan přináší pozitivní výsledky při plánování nejen u nádorů v oblasti hlavy a krku. V praktické části práce byl v plánovacím systému Eclipse 15.1 manuálně vytvořen léčebný plán pacienta s nádorem v oblasti hlavy a krku, kdy kritéria pro pokrytí PTV dávkou byla čerpána jak z ICRU 50 a ICRU 83, tak z metodiky pro Fakultní Thomayerovu nemocnici. Takto vytvořený plán byl následně porovnán s plány vytvořenými programem RapidPlan, který vycházel ze tří různých knihoven. Bylo zjištěno, že pokud by byly plány vytvořené pomocí RapidPlan dále optimalizovány s úpravou optimalizačních cílů, jejich dávková distribuce by se přiblížila dávkové distribuci v manuálních plánech vytvořených zkušenými plánovači.

This bachelor project aims to compare manual treatment planning in radiotherapy to knowledge based planning in radiotherapy. Knowledge based planning could improve efficiency, consistency and quality of the clinical plans. The main advantage of knowledge based planning is that it reduces the amount of time required for planning. The only currently commercially available treatment planning system is Varian RapidPlan. In the theoretical part the thesis dealt with different irradiation techniques, specifically IMRT and VMAT, inverse planning, RapidPlan programme and how to create, train and validate DVH estimation modules in RapidPlan. In the final section of the theoretical part, studies comparing manual planning to planning in RapidPlan were briefly discussed. From the scientific literature it was found that using RapidPlan brings positive results in planning not just in head and neck cancer treatment plans. In the practical part of the thesis, a treatment plan for a patient with a tumour in the head and neck area was manually created in the Eclipse 15.1 planning system and as this plan’s PTV coverage criteria, the criteria form ICRU 50, ICRU 83 and the methodology used in Thomayer University Hospital were used. The above mentioned plan was then compared to a plan created using 3 different libraries from RapidPlan. It was found that if plans created using RapidPlan were further optimised with adjusting optimization goals, dose distribution of such plans would be more similar to dose distribution in manual plans created by experienced planners.