Radyoterapide çok kriterli karar verme yöntemleri ile tedavi planı seçim probleminin çözümleri ve çözümlerin toplulaştırması: Antropomorfik fantom çalışması örneği
Solutions and aggregation of solutions to the treatment plan selection problem with multi-criteria decision-making methods in radiotherapy: An anthropomorphic phantom study example
- Tez No: 988253
- Danışmanlar: PROF. DR. İLKNUR BİLKAY GÖRKEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Radyasyon Onkolojisi, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Radiation Oncology, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: AHP, ARAS, COPRAS yöntemleri, CRITIC yöntemi, Radyoterapi, TOPSIS, WASPAS yöntemi, Çok kriterli karar verme, ARAS, COPRAS methods, CRITIC method, Radiotherapy, TOPSIS, WASPAS method, Multi criteria decision making
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Medikal Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Radyoterapi (RT) tedavi planlarının seçimi, tedavi planı kalitesini belirleyen birçok değişken dikkate alınarak yapılır. Bu seçimde uluslararası protokoller temel alınır ve tedavi planı seçimi radyasyon onkoloğu ve medikal fizik uzmanının mesleki tecrübelerine dayanır. Ancak reçete edilen radyasyon dozunun hangi planda daha iyi doz dağılımı ile karşılandığının saptanması son derece karmaşık bir süreçtir. Bu karmaşık süreci kolaylaştırmak için üretilen çeşitli araçlar (doz-volüm histogramları, 3-boyutlu doz dağılımını gösteren renkli haritalar, izodoz eğrileri, vb.) birbiri ile yarışan, çelişen veya birbirine göre önemi göreceli olarak değişen veriyi analiz etmezler. Dolayısıyla tedavi planı seçimindeki nihai karar genellikle planlanan tedavilerdeki doz dağılımlarının nitel ve subjektif bir değerlendirmesine dayanarak verilir. Bu nedenle RT tedavi planı seçimi gibi karmaşık bir problemin çözümünde uzmanlara yardımcı olacak bir karar destek sistemine ihtiyaç vardır. Bu ihtiyaca yönelik olarak tasarlanan araştırmamızın amacı; radyoterapinin başarısını doğrudan etkileyen, klinik açıdan en uygun tedavi planının belirlenmesi gibi karmaşık bir çok kriterli karar verme (ÇKKV) probleminin çözümünde, plan seçiminde etkili faktörlerin önem ağırlıklarını belirlemek, farklı sayısal karar verme yöntemleri kullanarak bu probleme sistematik bir yaklaşım önermek, karar verme sürecini kolaylaştırarak en uygun planın seçilmesini sağlamak ve seçim sürecini standardize etmektir. Bu tez çalışması, çok aşamalı bir araştırma planına dayanmaktadır ve sırasıyla üç temel basamaktan oluşmaktadır; 'Referans Tedavi Planları ile Yöntemlerin Doğrulanması', 'Kompleks Tedavi Planlarının Algoritmalar ile Seçimi' ve 'Kompleks Tedavi Planlarının Uzmanlar Tarafından Seçimi'. Çalışmamızın ilk aşamasında, tedavi planı performansını belirlemede kullanılan kriterlerin göreli önemleri Kriterler Arası Korelasyonlar Aracılığıyla Kriterlerin Önemi (CRITIC) yöntemi ile nicel olarak hesaplandı. Böylece kriterler arasındaki varyans ve korelasyon ilişkileri dikkate alınarak objektif ağırlıklar elde edildi. Ardından Karmaşık Oransal Değerlendirme (COPRAS), Katkı Oranı Değerlendirmesi (ARAS), Gri İlişkisel Analiz (GRA), İdeal Çözüme Benzerliğe Göre Tercih Sıralaması (TOPSIS) ve Ağırlıklı Bütünleşik Toplam ve Çarpım Değerlendirmesi (WASPAS) yöntemleri kullanılarak tedavi planlarının çok boyutlu performans sıralamaları oluşturuldu ve bu sıralamalar aritmetik ortalama ile COPELAND yöntemleri aracılığıyla toplulaştırıldı. Bu aşamada standart referans planlar kullanılarak yöntemlerin tutarlılığı ve araştırma problemine uygunluğu doğrulandı. İkinci aşamada, gerçek klinik uygulamalarda karşılaşılması muhtemel kompleks tedavi planları aynı yöntemsel yapı ile değerlendirildi ve bu planların çok kriterli performans profilleri ortaya kondu. Üçüncü aşamada ise, medikal fizik uzmanları ve radyasyon onkolojisi uzmanlarından oluşan iki bağımsız uzman grubunun profesyonel yargılarına başvurularak bu kompleks planlar uzman bakış açısıyla sıralandı. Bu aşamada kriter ağırlıklandırmasında CRITIC yerine, uzman görüşlerini sistematik biçimde sayısallaştırabilen Analitik Hiyerarşi Prosesi (AHP) yöntemi kullanıldı. Uzmanlardan elde edilen sıralamalar ile ÇKKV yöntemlerinin ürettiği sıralamalar karşılaştırıldı. Böylece yöntemlerin klinik kararlarla olan uyumu değerlendirildi. Çalışmamızın sonucunda, hem ÇKKV yöntemleriyle elde edilen performans sıralamalarının hem de iki farklı uzman grubunun değerlendirmelerinin aynı dominant alternatifi işaret ettiği görüldü. Bu bulgu, dominant alternatifin seçiminde kullanılan ÇKKV yöntemlerinin klinik karar verme süreçleriyle uyumlu olduğunu ve tedavi planı seçiminde bir klinik karar destek aracı olarak kullanılabileceğini göstermektedir. Araştırmanın çok aşamalı yapısı, tedavi planı seçimi sürecinin standardizasyonu için sağlam bir metodolojik temel sunmakta, klinik uygulamalarda tekrarlanabilir ve kanıta dayalı bir karar verme çerçevesinin oluşmasına katkı sağlamaktadır. Ayrıca çalışmamız sırasında geliştirilen ve Varian Eclipse tedavi planlama sistemi ile uyumlu çalışan yazılım, tedavi planları arasında objektif karşılaştırmalar sağlayarak klinik karar verme süreçlerini destekleme potansiyeline sahiptir. Gelecekteki çalışmaların, antropomorfik fantom yerine gerçek hasta verilerinin kullanılması ve farklı anatomik tedavi bölgelerinin modele dahil edilmesiyle yöntemin klinik uygulanabilirliğini ve genellenebilirliğini artırması beklenmektedir.
Özet (Çeviri)
Selection of radiotherapy (RT) treatment plans is carried out by considering numerous variables that determine overall plan quality. International protocols form the basis of this process, and the final decision typically relies on the clinical experience of radiation oncologists and medical physicists. However, identifying which plan provides a more favorable dose distribution for the prescribed radiation dose is an extremely complex task. Although various tools, such as dose-volume histograms, three-dimensional color-wash dose maps, and isodose curves, have been developed to facilitate this process, these tools do not analyze data that may compete, conflict, or vary in relative importance. Consequently, the final decision in plan selection often depends on a qualitative and subjective assessment of dose distributions across alternative plans. Therefore, a decision support system capable of guiding experts in solving a complex problem such as RT treatment plan selection is needed. In line with this need, the aim of our study is to determine the importance weights of the factors influencing plan selection within the context of a complex multi-criteria decision-making (MCDM) problem, such as identifying the clinically most appropriate radiotherapy plan, and to propose a systematic approach using various quantitative decision-making methods. Additionally, the study seeks to facilitate the decision-making process, ensure the selection of the optimal plan, and standardize this selection process. This thesis is based on a multi-stage research design consisting of three main phases: validation of the methods using reference treatment plans, selection of complex treatment plans using algorithms, and selection of complex plans by experts. In the first phase, the relative importance of criteria used to assess plan performance was quantitatively determined using the Criteria Importance Through Intercriteria Correlation (CRITIC) method, which considers both variance and inter-criteria correlations to yield objective weights. Subsequently, multi-dimensional performance rankings of the treatment plans were generated using Proportional Assessment (COPRAS), Additive Ratio Assessment (ARAS), Grey Relational Analysis (GRA), Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) and Weighted Aggregated Sum Product Assessment (WASPAS), and these rankings were aggregated using arithmetic mean and the COPELAND method. The consistency and suitability of these methods were confirmed using standardized reference plans. In the second phase, complex treatment plans that may be encountered in real clinical practice were evaluated using the same methodological framework, and their multi-criteria performance profiles were established. In the third phase, two independent expert groups (medical physicists and radiation oncologists) provided professional judgments to rank these complex plans. During this stage, Analytic Hierarchy Process (AHP), which systematically quantifies expert assessments, was used instead of CRITIC for determining criteria weights. Rankings obtained from experts were compared with those generated by MCDM methods, allowing the alignment between the methods and clinical decision-making to be evaluated. Our findings indicate that both the performance rankings obtained through MCDM methods and the evaluations of the two expert groups converged on the same dominant alternative. This finding indicates that the MCDM methods used to identify the dominant alternative are consistent with clinical decision-making processes and can be employed as a clinical decision support tool in treatment plan selection. The multi-stage structure of the study provides a strong methodological foundation for standardizing the plan selection process and contributes to establishing a reproducible and evidence-based decision-making framework in clinical practice. Additionally, the software developed during this research, designed to work in harmony with the Varian Eclipse treatment planning system, has the potential to support clinical decision-making by enabling objective comparisons among treatment plans. Future studies are expected to enhance the clinical applicability and generalizability of the method by using real patient data instead of anthropomorphic phantoms and incorporating additional anatomical treatment sites.
Benzer Tezler
- Suitable radiotherapy device selection for a hospital using the hesitant fuzzy ahp method
Tereddütlü fuzzy ahp yöntemi kullanılral bir hastane için uygun radyoterapi cihaz seçimi
GONCA TURNA DANIŞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBahçeşehir ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET BEŞKESE
- Agressif non-hodgkin lenfomada kemoterapi sonrası mediastinal rezidüel lezyonların incelenmesinde gallium sintigrafisi
Başlık çevirisi yok
AYHAN ULUSAKARYA
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1999
Onkolojiİstanbul Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİHA NALÇACI
- Çocukluk çağı akut lenfoblastik lösemilerinde tedavinin kemik mineral metabolizmasına etkileri
Effects of childhood acute lymphoblastic leukemia treatment over bone mineral metabolism
SÜMEYRA GEDİK ÇALIŞKAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2018
Çocuk Sağlığı ve Hastalıklarıİstanbul ÜniversitesiÇocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERAP KARAMAN
- 3 boyutlu baskı teknolojisi kullanılarak hastaya özgün konturlarla oluşturulan fantom tasarımı ve üretimi ile mikro-çok yapraklı kolimatör tabanlı beyin ve başboyun yoğunluk ayarlı radyoterapi planlarının kalite kontrolü
Quality control of micro-multileaf collimator based brain and head-and-neck intensity modulated radiotherapy plans with patient-specific phantom design and production using 3D printing technology
SERCAN SUNEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fiziksel Tıp ve RehabilitasyonHacettepe ÜniversitesiRadyoterapi Fiziği Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ FADIL AKYOL
- Yüksek enerjili elektron ışınlamalarında diş implantlarının doz dağılımına etkisinin Monte Carlo yöntemi ile incelenmesi
Investigation of the effect of dental implants on dose distribution of high energy electron beams with Monte Carlo method
MUSTAFA ÖZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMAİL HAKKI SARPÜN