Glıoblastom tanılı hastaların radyoterapisinde yoğunluk ayarlı radyoterapi, helikal tomoterapi ve üç boyutlu konformal radyoterapi planlamalarında eşzamanlı ve ardışık boost tekniklerinin dozimetrik olarak karşılaştırılması
The dosimetric comparison of simultaneous integrated boost andsequential boost techniques in intensity modulated radiotherapy, helical tomotherapy and three dimensional conformal radiation therapy plans forglioblastoma diagnosed patients
Yazar: ERDİ GÜNAY
Danışman: PROF. DR. NİYAZİ MERİÇ ; DOÇ. DR. ÖZGE PETEK ERPOLAT
Ankara Üniversitesi / Nükleer Bilimler Enstitüsü / Medikal Fizik Ana Bilim Dalı / Sağlık Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Onkoloji = Oncology

Özet:
Günümüzde beyin tümörlerinin görülme sıklığı giderek artmaktadır. Beyin tümörleri düşük dereceli ve yüksek dereceli olarak ikiye ayrılmaktadır ve glioblastoma (GB) en kötü prognoza sahip yüksek dereceli beyin tümörüdür. Glioblastomda standart tedavi yaklaşımı mümkün olan en geniş cerrahi rezeksiyon sonrası, radyoterapi (RT) ile eşzamanlı ve adjuvant kemoterapidir. RT'nin cerrahi sonrası uygulanma sebebi geride kalan mikroskobik hastalığı veya gros tümörü yok etmektir. Gelişen teknoloji ile birlikte beyin tümörlerinin RT'si, üç boyutlu konformal radyoterapi (3BKRT), yoğunluk ayarlı radyoterapi (YART) ve helikal tomoterapi (HT) tekniğiyle uygulanmaktadır. 3BKRT'ye göre YART ve HT tekniğiyle hedef hacime daha homojen doz dağılımı sağlanabilmekte ve risk altındaki organlar çok daha iyi korunabilmektedir. Beyin bölgesinde risk altındaki organlar; optik sinir, optik kiazma, beyin sapı, medulla spinalis, göz küresi, retina, lens ve lakrimal bezdir. Çalışmadaki amacımız, 3BKRT, YART ve HT planlamalarında eşzamanlı ve ardışık boost tekniklerini dozimetrik olarak karşılaştırmaktır. Çalışmada, daha önce kliniğimizde GB tanısı ile tedavi edilmiş 15 hasta seçilmiştir. Bu hastaların tedavi planları, 3BKRT planlaması ardışık boost tekniği kullanılarak iki fazda; YART ve HT planlamaları eşzamanlı boost tekniği kullanılarak tek fazda; ardışık boost tekniği kullanılarak iki fazda yapılmıştır. Ardışık boost (SEQ) tekniği iki fazdan oluşmaktadır: İlk fazda PTV1'e 2 Gy fraksiyon dozu ile 25 fraksiyonda 50 Gy; ikinci fazda PTV2'ye 2 Gy fraksiyon dozu ile 5 fraksiyonda 10 Gy boost olmak üzere toplam 60 Gy doz tanımlanmıştır. Eşzamanlı boost (SIB) tekniği tek fazdan oluşmaktadır; PTV1'e 1,66 Gy fraksiyon dozu ile 30 fraksiyonda 50 Gy, PTV2'ye 2 Gy fraksiyon dozu ile 30 fraksiyonda 60 Gy reçete edilmiştir. PTV için tanımlanan minumum doz, reçete edilen dozun %95'ine eşit veya daha fazla ve maksiumum doz reçete edilen dozun %107'sine eşit veya daha düşük olacak şekilde hesaplanmıştır. Çalışmamızın sonucunda, hedef hacimlerin istenilen dozu alması teknikler arasında benzerlik göstermektedir. Ancak kritik organlar, YART ve HT ile 3BKRT'ye göre daha iyi korunmuştur. YART için SIB ve SEQ teknikleri karşılaştırıldığında, doz-hacim parametrelerinde ciddi bir farklılık gözlenmezken normal beyin dokusu ve kritik organlar SIB ile daha iyi korunmuştur. HT için SIB ve SEQ teknikleri karşılaştırıldığında SIB tekniği ile normal
beyin, spinal kord ve integral skalp dozları azalmaktadır. SIB ile daha konformal doz dağılımları sağlanırken, beklenildiği üzere PTV içindeki sıcak dozlar artmaktadır, bu durum tümör biyolojisi göz önünde bulundurulduğunda tümör kontrolü için avantaj sağlayabilir. YART ve HT için SEQ ve SIB teknikleri karşılaştırıldığında, HT ile hemen hemen tüm kritik organların belirgin şekilde daha iyi korunduğu ve daha homojen doz dağılımlarının elde edildiği gözlenmiştir. Ancak HT'de kritik organların aldığı doz tolerans dozları altında tutulmaya çalışılırken, daha fazla açıdan oluşturulan doz girişi ışınlanan normal beyin dokusu hacimini ve integral skalp dozunu anlamlı şekilde artırmıştır. Sonuç olarak, GB hastalarının RT'sinde YART ve HT tekniklerinin kendi içerisinde avantaj ve dezavantajları olduğu göz önünde bulundurulmalı ve hasta bazında klinik bulgulara, tümör büyüklüğüne ve yerleşim yerine göre en uygun teknik seçilmelidir. SIB tekniğinin avantajları dozimetrik olarak ortaya konmuştur ancak tümör etkinliği ve yan etkiler üzerindeki avantajlarını ortaya koymak için klinik çalışmalara ihtiyaç vardır.

Abstract:
Nowadays, the incidence of brain tumors is increasing. Brain tumors are divided into low-grade and high-grade tumors, and glioblastoma (GB) is a high-grade brain tumor with the worst prognosis. The standard treatment approach for GB is adjuvant chemotherapy with simultaneous radiotherapy (RT) after the widest possible surgical resection. The reason for the application of radiotherapy after surgery is to destroy the remaining microscopic disease or gross tumor. In RT of brain tumors, three dimensional conformal radiation therapy (3DCRT), intensity modulated radiation therapy (IMRT) and helical tomotherapy (HT) techniques are applied together with the developing technology. IMRT and HT techniques can achieve a more homogeneous dose distribution of target volume and better preservation of organs at risk than 3DCRT technique. Organs at risk in the brain region; optic nerve, optic chiasm, brain stem, medulla spinalis, eyeball, retina, lens and lacrimal gland. Our aim in this study is to compare simultaneous integrated boost and sequential boost techniques in intensity modulated radiotherapy, helical tomotherapy and three dimensional conformal radiotion therapy plans in a dosimetric manner. In the study, 15 patients previously treated with GB diagnosis were selected in our clinic. Treatment plans for these patients were 3DCRT planning using sequential (SEQ) boost technique in two phases; IMRT and HT planning were performed in a single phase using the simultaneous integrated (SIB) boost technique; using SEQ boost techniques in two phases. The SEQ boost technique consists of two phases: 50 Gy in 25 fractions with 2 Gy fractions for PTV1 in the first phase; 10 Gy boost in 5 fractions with 2 Gy fractions for PTV2 in the second phase, a total dose of 60 Gy was defined. The SIB boost technique consists of a single phase; PTV1 was prescribed 50 Gy in 30 fractions with 1.66 Gy fraction dose, PTV2 was prescribed 60 Gy in 30 fractions with 2 Gy fraction dose. The minimum dose defined for PTV is calculated to be equal to or greater than 95% of the prescribed dose and the maximal dose will be equal to or less than 107% of the prescribed dose. At the end of our study, desired dosing of target volumes is almost the same among techniques. However, critical organs are better protected by IMRT and HT than by 3DCRT. Compared to SIB and SEQ techniques for IMRT, normal brain tissue and critical organs are better protected with SIB, while there is no significant difference in dose-volume parameters. Compared to SIB and SEQ techniques for HT, SIB technique reduces the dose of normal brain, spinal cord and integral scalp. As more conformal dose distributions are achieved with SIB, hot doses in PTV are increasing as expected, which may be advantageous for tumor control when tumor biology is considered. When SEQ and SIB techniques were compared for IMRT and HT, it was observed that almost all critical organs were significantly better protected by HT and more homogeneous dose distributions were obtained. But, while trying to keep the dose less than the tolerable dose of critical organs in HT, created dose input from more angles increased the volume of irradiated normal brain tissue and the dose of integral scalp significantly. In conclusion, it should be taken into consideration that IMRT and HT techniques have advantages and disadvantages within the RT of GB patients and the most appropriate technique should be selected according to clinical findings, tumor size and location of residence. Advantages of the SIB technique have been demonstrated as dosimetric, but there is a need for clinical trials to demonstrate the advantages over tumor activity and side effects.