A column generation approach for evaluating delivery efficiencies of collimator technologies in imrt treatment planning
Doz yoğunluk ayarlı radyoterapi tedavi planlamasında kullanılan farklı ışın yönlendirici teknolojilerinin sütun türetme tekniği kullanılarak kıyaslanması
- Tez No: 371744
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ZEKİ CANER TAŞKIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Doz Yoğunluk Ayarlı Radyoterapi (DYAR), bir lineer hızlandırıcı ve ışın yönlendirici kullanarak hastaya farklı açılardan radyasyon ışınları veren kanser tedavi yöntemidir. DYAR tedavi planlamasının yaprak dizilim optimizasyonu aşamasında, ışın profil matrisleri uygulanabilir altmatrislere ve onların ilişkili yoğunluklarına ayrıştırılır. DYAR tedavi planlamasında kullanılan ışın yönlendiriciler fiziksel özelliklerine bağlı olarak farklı altmatrisler oluştururlar. Bu sebeple farklı ışın yönlendirici teknolojilerinin tedavi verimlilliklerinin kıyaslanması oldukça önemlidir. Bu tezde ardışıklık, çakışma ve dikdörtgensel kısıtların farklı kombinasyonları altında; normal, döner başlıklı ve çift katmanlı çok yapraklı ışın yönlendiricilerinin ve sanal serbest ışın yönlendiricisinin tedavi verimlilikleri kıyaslanmıştır. Toplam ışın gönderim süresinin enküçüklendiği problem, büyük çaplı lineer programlama modeli olarak oluşturulmuştur. Problemin boyutlarıyla başa çıkmak için sütun türetme tekniğini kullanılmıştır. Genel bir ana problem yapısı olmasına rağmen, altproblem yapısı kullanılan ışın yönlendirici teknolojisine bağlı olarak değiştiğinden her bir altproblem ayrı olarak modellenip çözülmüştür. Önerilen çözüm tekniği klinik problem örnekleri üzerinde test edilmiştr. Sonuçlar toplam ışın gönderim süresi açısından farklı ışın yönlendiricilerinin sıralamasını ortaya çıkarmıştır. Beklendiği gibi en kısa ışın gönderim süresi sanal serbest ışın yönlendiricisi tarafından bulunmuştur. Çift katmanlı çok yapraklı ışın yönlendiricisi de yaklaşık olarak sanal serbest ışın yönlendiricisi kadar iyi sonuçlar vermektedirler. Buna karşılık, sadece dikdörtgensel şekiller oluşturabilen ışın yönlendiricilerin çok uzun ışın gönderim süreleri verdiği gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT) is a form of cancer treatment which delivers radiation beams to the patient from several directions by using a linear accelerator and a collimator. At the leaf sequencing optimization step of the IMRT treatment planning, the intensity matrices are decomposed into a set of deliverable apertures and their associated intensities. Collimator systems used in IMRT can form different geometric shapes of apertures depending on their physical capabilities. Hence, comparing the delivery efficiency of different collimator technologies is important to determine the value added by the different technologies. In this thesis, we compare the efficiency of using regular, rotating and dual multileaf collimator (MLC) systems under different combinations of consecutiveness, interdigitation and rectangular constraints and a virtual freeform collimator. We formulate the problem of minimizing total beam-on time (BOT) as a large-scale linear programming problem. To deal with its dimensionality, we propose a column generation approach. Although there exists a general master problem structure, subproblem depends on the used collimator system technology. Therefore, we model each subproblem individually and apply a different solution method to each of them. We test our approach on a set of clinical problem instances. Our results indicate that the dual MLC under consecutiveness constraint yields very similar beam-on time as a virtual freeform collimator which can form any possible segment shape by opening or closing each bixel independently. Our approach provides a ranking between other collimator technologies in terms of their delivery efficiencies. %Our results indicate a ranking between collimator technologies in terms of their treatment BOT values. The minimum BOT results are obtained by freeform collimator as expected. The dual MLC under consecutiveness constraint acts almost as well as the freeform collimator. On the other hand, collimators that can only form rectangular shapes yield very high BOT results.
Benzer Tezler
- Aksaklıklara karşı dayanıklı Havayolu Ekip Eşleme Problemi için çözüm algoritmaları ve karar destek çerçeve önerisi
Solution algorithms and a decision support framework proposal for Robust Airline Crew Pairing Problem
BÜLENT SOYKAN
Doktora
Türkçe
2015
İşletmeKara Harp Okulu KomutanlığıHarekat Araştırması Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERPİL EROL
- Tectonic and magmatic structure of Lake Van basin and its structural evolution, Eastern Anatolia accretionary complex (EAAC), East-Turkey
Van Gölü havzasının tektonik ve magmatik yapısı ve yapısal evrimi, Doğu Anadolu yığışım karmaşığı (DAYK), Doğu Türkiye
MUSTAFA TOKER
Doktora
İngilizce
2011
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. M. CELAL ŞENGÖR
- Transformatörlerde sargı sıcaklık dağılımı matematiksel modelinin sonlu elemanlar yöntemi ile oluşturulmasının esasları
Başlık çevirisi yok
SİNAN SÜRÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURDAN GÜZELBEYOĞLU
- Paralel bağlı senkron generatörlerin öz değerler metodu ile dinamik kararlılık incelemesi
Dynamic stability of parallel connected synchronous generators by the eigenvalue method
ENDER ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. M. EMİN TACER
- Fraktal geometri ve hidrolik pürüzlülük
The Fractal geometry and the hydraulic roughness
SAİT ALANSATAN