This study aimed to investigate the impact of uncertainties in treatment planning related to the setup and range uncertainties. Three locations of targets were chosen, one in the head, one in the abdomen, and one in the pelvis. The treatment planning was assembled by utilising a CT image of a full body anthropomorphic phantom that was implemented into the treatment planning system RayStation (version 10, RaySearch Laboratories AB). A total of five regions of interest for the target were delineated as well as the associated organs at risks. The initial treatment plan considered the objective functions that aimed to achieve coverage of the CTV according to the clinical goal whilst minimising the dose reviewed by the organs at risk. In order to take the uncertainties into account for the treatment plan robustness optimization was applied with a predetermined set of setup and range uncertainties for each target. Dose histograms for the different cases of setup and range uncertainties were used to evaluate the significance of setup and range uncertainties onto the targets and the organs at risk. In addition, dose volume histograms and the difference in dose distribution aided to visualise the greatest deviation between the different cases. For the targets located in the head the small structures and the tissue heterogeneity resulted in being more affected by the range uncertainty rather than the setup uncertainty. The targets located in the abdomen and pelvic were on the other hand more affected by the setup uncertainties. This was a result related to structures adjacent to the target with different dose constraints and tissue heterogeneities. A comparison of the dose distribution showed the effect of setup uncertainties in the two aforementioned regions. For all cases the target coverage with the robust optimisation was as expected achieved. / Syftet med denna studie var att undersöka påverkan av osäkerheterna för protonernas utbredning och patienternas positionering med avseende på planeringen av en behandlingsplan. Totalt valdes tre områden som valdes att fokusera på var av två tumörer som var placerade i huvudet, en tumör som var placerad i abdomen och en tumör som var placerad i pelvis. Behandlingsplanen konstruerades med hjälp av en CT bild för en antropomorf helkropps fantom som överfördes till behandlingsteamet RayStation (version 10, RaySearch Laboratories AB). Samtliga tumörer och relevanta organ som anses vara i riskzonen för strålning fick definierade konturer. Därefter infördes funktioner för att optimera strålning till tumörer och funktioner för att begränsa strålningen till organen som var placerade i riskzonen enligt de kliniska önskemålen. För att beakta de ingående osäkerheterna i behandlingsplanen användes optimeringsalgoritmer för att säkerhetsställa att behandlingsplanen var robust gentemot ett antal förbestämda värde på de angivna osäkerheterna. Resultaten för osäkerheterna påverkas redovisades med histograms som påvisade den erhållna dosen för tumörer respektive organ i riskzonen. Utöver histogrammen redovisades differens mellan olika tillstånd av osäkerheterna med avseende på fördelning av dos. Tumörer som var placerade i huvudet hade större påverkan av protonernas utbredning på grund av de strukturer som är små till storlek relativt tumören, men även på grund av den heterogena omgivningen i det området. Däremot var tumörer som var placerade i abdomen och i pelvis mer påverkade av patientens position. Detta på grund av att närliggande organ och strukturer hade en diskrepans i de begränsade dosnivåerna samt på grund av heterogena omgivningar. Dessa fenomen påvisades även i de jämförelser som gjordes med avseende på fördelning av dos mellan olika tillstånd av osäkerheter. Slutligen visade denna studie att robust optimering gav samtliga tumörer en dosfördelning, vilket stämmer överens med vad som var förväntat.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-346216 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Wetterskog, Nathalie |
| Publisher | KTH, Fysik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2024:045 |
Page generated in 0.0022 seconds