Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/11909
Title: Assessment of errors and quantification of the required planning target volume margins for image guided radiation therapy : a study of three major Greek hospitals
Other Titles: Εκτίμηση σφαλμάτων και ποσοτικοποίηση των απαιτούμενων περιθωρίων ασφαλείας για τον όγκο-στόχο σχεδιασμού θεραπείας στην απεικονιστικά καθοδηγούμενη ακτινοθεραπεία : μελέτη σε τρία μεγάλα ελληνικά νοσοκομεία
Authors: Κοζομπόλης, Αναστάσιος
Keywords: Errors
PTV margins
IGRT
Assessment
Quantification
Hospitals
Intercomparison
Protocol optimization
Geometrical uncertainties
Radiotherapy
3DCRT
IMRT
VMAT
Keywords (translated): Σφάλματα καθορισμού στόχου
Περιθώρια PTV
Εκτίμηση μεγέθους
Ποσοτικοποίηση
Ακτινοθεραπεία
Νοσοκομείο Πάτρας
Νοσοκομείο Λάρισας
Νοσοκομείο Θεσσαλονίκης
Abstract: The treatment process of external beam radiation therapy of tumors inevitably introduces geometrical uncertainties. These errors might be introduced during the preparation phase of the treatment (systematic errors), or during the execution of the treatment (random errors). Investigating the errors and assessing their magnitude is a prerequisite for the quantification of the required margin by which the Clinical Target Volume (CTV) must be expanded in order for the Planning Target Volume (PTV) to be acquired. In this thesis, the required PTV margins were calculated for the radiotherapy departments of three major Greek hospitals: the University Hospital of Patras, the University Hospital of Larissa and the Theageneio Anticancer Hospital of Thessaloniki. Specifically, the protocols followed by each department were studied and reviewed, the sources of all geometrical uncertainties throughout the course of radiotherapy were investigated, the errors were calculated, the required PTV margins were quantified per anatomical site for each hospital and a comparison of the results between the departments was made. In total, data from 278 patients and 2094 CBCT scans were recorded, studied and reviewed. Four different methods of statistical processing of the data were suggested for the computation of the setup error, with two of them being introduced by this thesis as the most representative for departments that follow a hybrid correction strategy protocol. Moreover, a simple and practical method for the assessment of organ motion was introduced and suggested, using the vendor image registration software available in our departments. Also, the delineation error of several anatomical sites was found, on the basis of a delineation experiment conducted in the departments of Patras and Larissa with the participation of the physicians. Finally, a comparison of the results between the three departments allowed for the extraction of useful conclusions regarding the operation of each department, as well as for the formulation of suggestions regarding protocol optimization in order to succeed the limitation of errors and the reduction of the required PTV margins.
Abstract (translated): Η ακτινοθεραπεία με εξωτερική δέσμη φωτονίων αναπόφευκτα εισάγει σφάλματα στη διαδικασία της θεραπείας. Τα σφάλματα αυτά μπορεί να εισάγονται κατά τη διάρκεια της προετοιμασίας της θεραπείας (συστηματικά), ή κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης της θεραπείας (τυχαία). Η διερεύνηση των σφαλμάτων και η εκτίμηση του μεγέθους τους αποτελεί απαραίτητη προϋπόθεση για την ποσοτικοποίηση του απαιτούμενου περιθωρίου κατά το οποίο πρέπει να επεκταθεί το Clinical Target Volume (CTV) ώστε να προκύψει το Planning Target Volume (PTV). Στην παρούσα εργασία υπολογίστηκαν τα απαραίτητα PTV περιθώρια για τα ακτινοθεραπευτικά τμήματα τριών μεγάλων δημόσιων νοσοκομείων: του Πανεπιστημιακού Γενικού Νοσοκομείου Πάτρας, του Πανεπιστημιακό Γενικού Νοσοκομείου Λάρισας και του Θεαγένειου Αντικαρκινικού Νοσοκομείου Θεσσαλονίκης. Πιο συγκεκριμένα, μελετήθηκαν τα πρωτόκολλα που ακολουθούνται, επιχειρήθηκε ο προσδιορισμός των πηγών σφαλμάτων, πραγματοποιήθηκε ο υπολογισμός τους, έγινε η ποσοτικοποίηση του απαιτούμενου PTV περιθωρίου για κάθε ανατομική περιοχή ανά νοσοκομείο και ακολούθησε η σύγκριση των αποτελεσμάτων μεταξύ των τμημάτων. Συνολικά καταγράφηκαν, μελετήθηκαν και αξιολογήθηκαν δεδομένα από 278 ασθενείς και 2094 CBCT απεικονίσεις. Προτάθηκαν τέσσερις διαφορετικές μέθοδοι στατιστικής επεξεργασίας των δεδομένων για τον υπολογισμό του σφάλματος τοποθέτησης, με τις δύο από αυτές να εισάγονται για πρώτη φορά από την παρούσα εργασία ως οι πλέον αντιπροσωπευτικές για τμήματα που ακολουθούν υβριδικές στρατηγικές διόρθωσης σφαλμάτων. Επιπρόσθετα, εισήχθη και προτάθηκε μια απλή και πρακτική μέθοδος εκτίμησης της εσωτερικής κίνησης του προς ακτινοβόληση στόχου με τη χρήση των επιλογών που παρέχει το εμπορικό πρόγραμμα που χρησιμοποιούν τα τμήματα (XVI). Επίσης, υπολογίστηκε το σφάλμα καθορισμού στόχου (delineation error) για διάφορες ανατομικές περιοχές για τα τμήματα της Πάτρας και της Λάρισας, στη βάση πειράματος που διεξήχθη με τη συμμετοχή των γιατρών των τμημάτων. Τέλος, η σύγκριση των αποτελεσμάτων μεταξύ των τμημάτων επέτρεψε την εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων για την λειτουργία κάθε τμήματος, καθώς και τη διατύπωση προτάσεων για τη βελτιστοποίηση των πρωτοκόλλων και τον περιορισμό των σφαλμάτων και των απαιτούμενων περιθωρίων.
Appears in Collections:Τμήμα Ιατρικής (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
MSc Thesis_Kozompolis.pdfPostgraduate thesis in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in the interdepartmental postgraduate program of Medical Physics2.52 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons