پديد آورنده :
ميرهاديان، نگين السادات
عنوان :
بهينه‌سازي نقشه اثر در پرتودرماني با شدت تعديل‌يافته: يك رويكرد نظريه بازي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
بهينه سازي سيستم ها
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده، 89ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
پرتو درماني با شدت تعديل يافته , بهينه سازي نقشه اثر , نظريه بازي , ارزش شاپلي , شاخص بانژاف , شاخص جانسون
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/11/16
رشته تحصيلي :
مهندسي صنايع
دانشكده :
مهندسي صنايع و سيستم ها
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/11/21
چكيده فارسي :
سرطان از جمله بيماري‌هاي شايع است كه تا كنون افراد زيادي را سرتاسر جهان درگير خود نموده است. اين بيماري از يك نقطه در بدن آغازشده و در صورت تشخيص ديرهنگام، مي‌تواند تمامي بدن فرد را درگير نمايد. تا كنون روش‌هاي متنوعي براي كنترل و درمان اين بيماري معرفي شده است كه پرتودرماني يكي از اين روش‌ها است. از انواع روش‌هاي پرتودرماني، پرتودرماني با شدت تعديل‌يافته است كه روشي رايج براي انتقال پرتو به بافت سرطاني باهدف انتقال دوز تجويزشده به حجم هدف و كاهش آسيب به اندام‌هاي سالم است. بهينه‌سازي مي‌تواند به درمانگر در راستاي دستيابي به طرح درمان مطلوب كمك‌كننده باشد. نظريه بازي‌ها به‌عنوان دانشي كه به تحليل تعارضات و همكاري‌ها مي‌پردازد، رويكردي نوين در راستاي حل مسائل بهينه‌سازي است كه در اين مطالعه به‌عنوان روشي براي حل مسئله بهينه‌سازي نقشه اثر بررسي خواهد گرديد.
در اين مطالعه، ابتدا به معرفي انواع مختلف سرطان پرداخته شده است و پس از آن مسائل موجود در زمينه برنامه‌ريزي طرح درمان در پرتودرماني مورد بررسي قرار گرفته است. سپس با تمركز بيشتر، مسئله بهينه‌سازي نقشه اثر به‌عنوان هدف اصلي اين مطالعه، تشريح گرديده است. تلاش بر اين است تا با استفاده از مفاهيم نظريه بازي‌ها و به طور دقيق‌تر بازي‌هاي همكارانه مانند ارزش شاپلي، شاخص بانژاف و شاخص جانسون به بررسي تبادلات دوزي، بين ساختار‌هاي سالم و سرطاني پرداخته شود و از اين مفاهيم در تعيين اهميت ساختار‌هاي مختلف در راستاي دستيابي به طرح درمان بهينه، بهره جست. نتايج حاصل از به‌كارگيري رويكرد‌هاي مختلف مبتني بر نظريه بازي‌ها نشان‌دهنده كارآمدي اين روش‌ها در برنامه‌ريزي طرح درمان است. از نظر زمان حل، روش مبتني بر شاخص جانسون برتري نسبي داشته؛ اما كيفيت‌سنجي روش‌ها با داده‌هاي تست بهينه‌سازي پرتودرماني، بيانگر برتري روش مبتني بر تركيب شاخص جانسون و روش شاپلي نسبت به ساير روش‌هاست.
چكيده انگليسي :
Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT): This is a type of cancer treatment that uses advanced technology to manipulate photon and proton beams of radiation to conform to the shape of a tumor. IMRT allows for the radiation dose to conform more precisely to the three-dimensional (3D) shape of the tumor by modulating—or controlling—the intensity of the radiation beam in multiple small volumes. IMRT also allows higher radiation doses to be focused on regions within the tumor while minimizing the dose to surrounding normal critical structures.
Fluency Map Optimization: In the context of IMRT, Fluency Map Optimization is a process that aims to distribute the radiation dose in the most effective way possible. This involves making sure that the cancerous tissue gets a sufficient dose of radiation while minimizing the exposure of healthy tissue. This is a complex problem and is often solved using various optimization algorithms.
Game Theory: Game theory is a branch of mathematics that deals with the analysis of strategies in competitive situations where the outcome of a participant's choices depends upon the choices of others. Game theory can be used in various fields such as economics, political science, psychology, and computer science.
Shapley Value, Banzhaf Index, and Johnston Index: These are all concepts from cooperative game theory, which studies how players in a game can benefit from forming coalitions. The Shapley value, for example, assigns a value to each player in a game to represent their overall contribution to the total payoff. The Banzhaf index is a power index that calculates a player's ability to change the outcome of a game. The Johnston index, on the other hand, is a measure of a player's marginal contribution to all possible coalitions.
In the context of the study, these indices are used to measure the "importance" of different structures in the body during the planning of radiation therapy. The goal is to find an optimal distribution of the radiation dose that takes into account the trade-offs between healthy and cancerous structures.
The results of the study indicate that the method based on Johnston's index is superior in terms of solution time. However, a combination of Johnston's index and Shapley's method provides better quality results when tested with radiation therapy optimization data. This suggests that these game theory concepts can be effectively used to improve the planning process for IMRT.
استاد راهنما :
مهدي مهنام
استاد مشاور :
حسين خسروشاهي
استاد داور :
حميد ميرمحمدي , مرتضي راستي برزكي
