مقایسه روش های ریاضی و هوشمند در ردیابی زمان واقعی حرکت تومورهای دینامیک در رادیوتراپی مدرن

هدف اصلی در پرتودرمانی خارجی، رساندن مقدار دوز تجویز شده به حجم تومور است در حالی که کم ترین آسیب به بافت های سالم اطراف تومور برسد. از آن جا که در نیم تنه بالایی بدن، تومورها به واسطه حرکت های داخلی بدن نظیر تنفس و ضربان قلب پیوسته در حرکت می باشند، درمان به روش پرتو درمانی برای تومورهای شکل گرفته در این نواحی بدن با عدم قطعیت هایی مواجه می شود که در نهایت موجب افزایش خطای درمان می شود. بدین منظور، در روش های نوین پرتو درمانی در ناحیه نیم تنه بالایی بدن، تلاش می شود حرکت تومورها در حین پرتودرهی با دقت بالا پیش بینی شوند تا درمانی با بهترین عملکرد ایجاد شود. سیستم درمان سایبرنایف جدیدترین سیستم درمانی است که با دقتی بسیار بالا با استفاده از نشانگرهای خارجی قرار داده شده بر روی بدن بیمار و همچنین کاشتن نشانگر در داخل یا نزدیکی تومور سعی در ایجاد مدل همبستگی مناسب برای ردیابی تومورهای متحرک می کند تا بدین وسیله مناسب ترین طرح درمان برای بیماران سرطانی ایجاد شود. به منظور ایجاد طرح درمان مناسب می توان از روش های متفاوتی استفاده کرد. در این پژوهش سعی شده است تا با ارائه روش های ریاضی و هوشمند به دنبال راه حل های مناسب برای ردیابی و پیش بینی تعیین هر چه بهتر موقعیت و مسیر حرکت تومورهای قرار گرفته در نواحی مختلف بدنباشیم. در این پژوهش، ابتدا از شبکه عصبی مصنوعی و در ادامه از روش های ترکیبی استفاده کردیم. در نهایت نیز روش توابع شعاعی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که در روش شبکه عصبی مصنوعی، خروجی تست نسبت به داده های واقعی دارای خطای %8785/0 می باشد که این میزان کم خطا نشان دهنده دقت بسیار بالای پرتو درمانی است. همچنین روش های ترکیبی با خطای تست %1342/14 و %8433/11 اگر چه به خوبی روش شبکه عصبی نمی باشند، اما نتایج قابل قبولی را ارائه می نماید. علاوه بر این، روش توابع پایه ای شعاعی نیز با توجه به تفاوت نحوه عملکردش، دارای میزان خطای میانگین %8793/0 می باشد که همانند روش شبکه عصبی دارای خطای بسیار کمی می باشد.