Radyoterapide 6 MV foton enerjisinde PBC (Pencil Beam Convolution) ve (Anisotropic Analytic Algorithm) algoritmalarının dozimetrik açıdan karşılaştırılması
Dosimetric comparison of PBC(Pencil Beam Convolution) ve (Anisotropic Analytic Algorithm) algorithms in 6 MV photon energy in radiotheraphy
Yazar: RAMİSER TANRISEVEN
Danışman: DOÇ. DR. BAHAR DİRİCAN
Ankara Üniversitesi / Nükleer Bilimler Enstitüsü / Medikal Fizik Ana Bilim Dalı / Sağlık Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında Medicana International Ankara Hastanesi Radyasyon Onkolojisi kliniğinde bulunan, Varian Clinac DBX lineer hızlandırıcı cihazı kullanılarak, 6 MV foton enerjisinde  AAA ve PBC Algoritmalarının dozimetrik açıdan karşılaştırılması yapılmıştır. İlk olarak algoritmaların kurulum ölçümleri alınıp TPS'e yüklenmiş ve Eclipse Manuel Kitabı takip edilerek algoritmalar oluşturulmuştur. 
Her iki algoritma için Profil ve %DD eğrileri ölçülmüştür. Farklılıkları araştırmak için Profil ve %DD eğrilerinin 2D Array ölçümleri ile Gama İndeks analizi yapılmıştır. Profil ve %DD ölçümlerinde penumbra, build-up bölgelerinde algoritmalar arası farklılıklar görülmüştür. Alan boyutu ve kama filtre açısı arttıkça fark artmıştır. AAA için % fark, PBC için % farktan daha düşüktür. Su fantomunda nokta doz ölçümleri alınmıştır. TPS'de sanal su fantomu oluşturulup, soğurulan doza çevrilen nokta doz ölçümleri her iki algoritma için ayrı ayrı TPS'e girilmiştir. Nokta doz ölçümlerinde, algoritmalar arası % 4?ü bulan fark bulunmuştur.  TPS'de sanal su fantomunda farklı alan boyutları için her iki algoritmada izodoz eğrileri çizdirilmiş ve merkezi eksen ve off-axis mesafe ölçümleri alınmıştır. Son olarak 9 Akciğer Kanseri ve 12 GBM Kanseri hasta için, 4-7 alanlı hem AAA hem de PBC algoritmasıyla YART planları yapılmıştır. Planlar önce PBC algoritması ile yapılmış daha sonra değişiklik yapılmadan AAA algoritmasına çevrilmiştir. Tedavi planları için belirlenen hedef hacim ve kritik organ doz değerlendirme kriterlerinin t-test ile istatistik analizi yapılmıştır. Algoritmalar arasında, Akciğer YART planlarında spinal kord ve CI dışında anlamlı fark bulunmuştur (p<0.02). GBM YART planlarında ise sağ göz, HI ve CI dışında anlamlı fark bulunmamıştır (p>0.02). 
Uluslararası protokollere ve referans çalışmalara göre yapılan değerlendirmelerde alan boyutu, kama filtre açısı ve inhomojenite arttıkça algoritmalar arasındaki farkın arttığı belirlenmiştir. AAA algoritması Monte Carlo tabanlı olduğundan saçılan fotonları hesaba katmaktadır, inhomojenite ve kama filtre açısı yüksek olduğunda tercih edilmelidir.
Anahtar Kelimeler: AAA Algoritması, PBC Algoritması, Gama İndeks (GI), Yoğunluk Ayarlı Radyoterapi (YART), Homojenite İndeks (HI), Komformite İndeks (CI), t-test.

Abstract:
In this study, AAA and PBC algorithms have been dosimetrically compared in 6 MV photon energy using Varian Clinac DBX linear accelerator in Medicana International Ankara Hospital, Radiation Oncology Clinic. First, installation measurements of algorithms were loaded to TPS and algorithms were established according to Eclipse Manual. 
Profile and percent depth dose (DD) curves for both algorithms were taken. In order to investigate the differences, profile and DD measurements were analyzed with 2D array and Gamma Index method. There has been differences between algorithms in terms of penumbra, build-up regions in profile and percent depth dose measurements. The percent difference for AAA is less than for PBC. For defined field sizes and features, point dose measurements were taken in water phantom. Virtual water phantom were created in TPS, after that, point dose measurements converted to absorbed dose for both algorithms were seperately entered to the TPS. In point dose measurements, there was a 4% difference between algorithms.  On TPS, isodose curves both algorithms were created in virtual water phantom, and central- and off-axis distance measurements were analyzed.  Lastly, for 9 Lung cancer and 12 Glioblastome multiforme (GBM) patients,4-7 field IMRT plans with both AAA and PBC algorithms were made. Plans were prepared first in PBC algorithm and then converted to AAA algorithm without any further changes. Evaluation criteria for target volume and critical organs were analyzed with t-test. In lung IMRT plans, significant differences has been found between algorithms excluding spinal cord and CI (p<0.02). In GBM IMRT plans however, there were no significant differences excepting right eye, HI and CI (p>0.02).
According to international protocols and referred studies, the difference dose calculation algorithms increase with increasing field size, wedge angle and inhomogeneity. Since AAA algorithm is based on Monte Carlo, scattering photons are also taken into account. Therefore, it should be preferred in cases of high inhomogeneity and wedge angle.
Keywords: AAA Algorithm, PBC Algorithm, Gamma Index (GI), Intensity Modulated Radiotherapy (IMRT), Homogeneity Index (HI), Conformity Index (CI), t-test.