Prostat kanserinin helikal tomoterapi cihazı ile yapılan stereotaktik beden radyoterapisinin dozimetrik değerlendirilmesi ve kalite temini
Dosimetric evaluation and quality assurance of stereotactic body radiotherapy of prostate cancer with helical tomotherapy device
Yazar: CEREN ÇELİKHAN
Danışman: PROF. DR. BAHAR DİRİCAN
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Gülhane Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı / Radyoterapi Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Radyasyon Onkolojisi = Radiation Oncology
Dizin: Femur başı = Femur head ; Mesane hastalıkları = Urinary bladder diseases ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Prostat hastalıkları = Prostatic diseases ; Prostat neoplazmları = Prostatic neoplasms ; Radyasyon onkolojisi = Radiation oncology ; Radyometri = Radiometry ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Rektal hastalıklar = Rectal diseases ; Tomoterapi = Tomotherapy

Özet:
Amaç: Gülhane Eğitim ve Araştırma Hastanesi Radyasyon Onkolojisi Kliniğinde, prostat kanseri tedavisi uygulanmış 10 hastanın Bilgisayarlı Tomografi görüntüleri üzerinde, Helikal Tomoterapi cihazı ile Stereotaktik Beden Radyoterapisi (SBRT) için ışınlama parametreleri değiştirilerek tedavi planlarının oluşturulması, tedavi planlarının dozimetrik olarak ve kalite temini işlemleri ile değerlendirilmesi amaçlanmıştır.
SBRT için Helikal Tomoterapi'de yapılan tedavi planlarında istenilen reçete dozunun hedef hacmi daha iyi ve homojen bir şekilde kapsaması; hedef hacmin etrafındaki rektum, mesane, femur başları gibi kritik organlarda tolerans dozlarının aşılmaması sağlanarak gastrointestinal ve üriner sistem toksisitesinin azaltılabilmesi hedeflenmiştir.
Gereç ve Yöntem: Tez çalışmasında; SBRT için Helikal Tomoterapi cihazı ile oluşturulan tedavi planlarında hedef hacmin reçetelenen dozun %95'ini alması ve kritik organların (OAR) tolerans dozlarının aşılmaması sağlanmıştır. Kritik organlar olarak mesane, rektum ve femur başları alınmıştır. Kritik organların aldıkları doz değerlerinde RTOG 0938 protokolü tarafından tavsiye edilen doz limitleri dikkate alınmıştır. Hasta tedavi planları dozimetrik açıdan doz dağılımları, Doz Hacim Histogramları (DVH), Konformite Indeks (CI) ve Homojenite Indeks (HI) parametreleri ile değerlendirilmiştir. Tedavi planlarının dozimetrik doğrulamaları kalite temini işlemleri ile sağlanmıştır.
HI-ART Tomoterapi Cihazı, Accuray HI-ART Yazılım Planlama İstasyonu 5.1.x. Yazılım Sistemi, TOSHIBA X-RAY High Voltage Generator Model CXXG-012A1 Bilgisayarlı Tomografi, Tedavi Planlama Sistemi kullanılarak tedavi planları oluşturulmuş, oluşturulan tedavi planlarının kalite temini Accuray HI-ART Software DQA Station Yazılım sistemi, PTW 2D-Array Octavius Detector 729, PTW Detector Interface 4000, ExtraIon Chamber Standard Imaging A1SL REF 92722 SN XW081414 kullanılarak yapılmıştır.


Bulgular: Prostat kanserli 10 hasta için oluşturulan Tomoterapi tedavi planları sonucunda PTV'de %95'lik hacmin aldığı ortalama doz değeri 36,325±0,130 Gy; kritik organ dozları rektum için ortalama 36,857±0,244 Gy, mesane için ortalama 36,864±0,266 Gy ve femur başları için ortalama 13,513±0,179 Gy olarak elde edilmiştir. Tedavi planlarının dozimetrik doğrulaması için Gama Analizi ile yapılan Kalite Temini (QA) işlemlerinde DD %3, DTA ±3 mm kriterlerine uygunluk ortalama %98,19±1,06 olarak sağlanmıştır. Prostat SBRT'si için HI ve CI parametreleri sırası ile ortalama 0,019±0,125 ve 1,222±0,235 hesaplanarak ICRU 83 raporuna göre SBRT açısından klinik uygulamalar için uygun bulunmuştur.
Sonuç: Prostat kanseri SBRT'si için Helikal Tomoterapi ile oluşturulan tedavi planlarında tümör dokusuna yüksek radyasyon dozunun tek veya birkaç fraksiyonda verilmesi ile tümör lokal kontrolünün arttırılması ve normal doku komplikasyonlarının azaltılması hedeflenmiştir. Reçete edilen dozun hedef hacmi daha iyi sardığı ve kritik organların daha iyi korunduğu tedavi planlarının klinik uygulamalar için uygulanabilir olduğu sonucuna varılmıştır. Daha önce tedavi gören 10 retrospektif prostat kanseri hastasında, Helikal Tomoterapi Cihazı ile yapılan ışınlama parametrelerinin değiştirilerek oluşturulan tedavi planlarının değerlendirilmesi sonucunda, Tomoterapi sisteminin hem hedef organ doz homojenitesi hem de kritik organ doz tolerans limitleri ile uyumlu bulunmuştur ve Helikal Tomoterapi tedavisinin Prostat kanseri tedavisi için pratik, minimum hasarlı uygun bir tedavi seçeneği olduğu değerlendirilmektedir.
Anahtar Kelimeler: Prostat Kanseri, Helikal Tomoterapi, Stereotaktik Beden Radyoterapisi, Kalite Temini, Konformite Indeks (CI), Homojenite Indeks (HI)

Abstract:
Aim: Computerized Tomography plans of 10 irradiated prostate cancer patients were studied to evaluate Stereotactic Body Radiotherapy (SBRT) plans for Helical Tomotherapy by changing irradiation parameters through dosimetric and Quality Assurence (QA) procedures.
In the treatment plans made in Helical Tomotherapy for SBRT, the desired prescription dose covers the target volume better and more homogeneously; therefore, we aimed to reduce gastrointestinal and urinary system toxicity by ensuring that tolerance doses are not exceeded in critical organs such as rectum, bladder and femoral heads around the target volume. 
Material and Method: In the thesis study; the treatments plans were created with the Helical Tomotherapy device for SBRT to ensure the target volume to receive 95% of the prescribed dose not to exceed the tolerance doses of critical organs (OAR). Bladder, rectum and femoral heads were determined as critical organs. The dose limits recommended by the RTOG 0938 protocol were used in the dose values received by the critical organs. Patient treatment plans were evaluated with dosimetric dose distributions, Dose Volume Histograms (DVH), Conformity Index (CI) and Homogeneity Index (HI) parameters. Dosimetric validation of treatment plans was provided by Quality Assurence (QA) processes.
HI-ART Tomotherapy System, Accuray HI-ART Software Planning Station 5.1.x. Software System, TOSHIBA X-RAY High Voltage Generator Model CXXG-012A1 Computerized Tomography and Treatment Planning System were used in creating treatment plans. The QA of the created plans were done by using Accuray HI-ART Software DQA Station Software System and PTW 2D-Array Octavius Detector 729, PTW Detector Interface 4000, ExtraIon Chamber Standard Imaging A1SL REF 92722 SN XW081414.



Results: As a result of Tomotherapy treatment plans created for 10 patients with prostate cancer, the average dose value of 95% volume in PTV was 36,325±0,130 Gy; whereas critical organ doses were obtained as 36,857±0,244 Gy for the rectum, 36,864±0,266 Gy for the bladder and 13,513±0,179 Gy for the femoral heads. Gamma Analysis Quality Assurence (QA) procedures for dosimetric verification of the treatment plans were consistent with DD, DTA acceptance limits of 3%, ±3 mm achieved as average 98,18% ±1,06. HI and CI parameters for prostate SBRT were calculated as 0,019±0,125 and 1,222±0,235 respectively in accordance with ICRU 83 report and was found suitable for clinical application in terms of SBRT.
Conclusions: In the treatment plans with Helical Tomotherapy for prostate cancer SBRT, the delivery of high radiation dose to the tumor tissue in a single or several fractions has targeted increased tumor local control and reduced tissue complication. It has been concluded that treatment plans with better coverage of the target volume of the prescribed dose and better protection of critical organs are feasible for clinical applications. As a result of the evaluation of the treatment plans created by changing the irradiation parameters with the Helical Tomotherapy Device in 10 retrospective prostate cancer patients who were previously treated, it was found that the Tomotherapy system was compatible with both target organ dose homogeneity and critical organ dose tolerance limits and Helical Tomotherapy treatment was practical for prostate cancer treatment. It is considered to be applicable treatment option with minimal damage.
Keywords: Prostate Cancer, Helical Tomotherapy, Stereotactic Body Radiotherapy, Quality Assurance, Conformity Index (CI), Homogeneity Index (HI)