Cyberknife® ve varian rapidarc® trilogytm cihazında üçboyutlu uzaysal fraksiyone grid terapi doz karakteristiklerinin karşılaştırılması
Comparison of three-dimensional spatial fractionated grid therapy dose characteristics with cyberknife® and varian rapidarc® trilogytm
Yazar: FERİHAN ERTAN
Danışman: PROF. DR. ABDULLAH FARUK ZORLU
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Klinik Onkoloji Ana Bilim Dalı / Radyoterapi Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Onkoloji = Oncology
Dizin: Hastane araç-gereç ve donanımları = Equipment and supplies-hospital ; Radyasyon dozajı = Radiation dosage ; Radyocerrahi = Radiosurgery ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Radyoterapi-bilgisayar yardımlı = Radiotherapy-computer assisted ; Tedavi = Treatment

Özet:
Daha sonra doldurulacaktır.Uzaysal fraksiyonasyon, radyoterapide tedavi etkinliğini arttırmak
amacıyla yüksek dozun hedef hacime, içerisinde oluşturulan küçük boşluklar ile bir
veya birkaç fraksiyonda verilmesi ile uygulanan yenilikçi bir doz uygulama metodudur.
Bu çalışmada, Grid terapi doz dağılımlarının üç boyutlu (3B) olarak CyberKnife ve
Varian RapidArc tedavi cihazları ile elde edilmesi, uygulanabilirliğinin gösterilmesi ve
vadi-tepe oranı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bunun için, fantom üzerinde 8 cm ve
12 cm çapında hedef hacimler tanımlanmıştır. Hedef hacimler içerisinde farklı boşluk
çapı, merkezden-merkeze uzaklık mesafesi ve açık-kapalı alan oran değerlerinde Grid
doz küreleri ve sakınılan bölgeler oluşturularak yedi farklı Grid tasarımı yapılmıştır.
Her bir Grid tasarım için CyberKnife ve Varian RapidArc Trilogy cihazlarında planlama
yapılmıştır. Işınlamalar, rando fantoma yerleştirilen TLD ve EBT3 film üzerinde
yapılmıştır. Ölçülen değerler tedavi planlama sistemi ile karşılaştırılmıştır. CyberKnife
ve RapidArc cihazlarında elde edilen planların doz-hacim histogramları
kıyaslandığında, 8 cm çapındaki hedef hacimde; maksimum doz ve ortalama doz
değerlerinde en yüksek fark %3 bulunmuştur. 12 cm çapındaki hedef hacimde ise
maksimum doz değerlerinde en yüksek fark %11 bulunurken, ortalama doz
değerlerinde en yüksek fark %2 dir. Aynı hedef hacim içerisinde; aynı açık-kapalı alan
oran değeri, farklı boşluk çapı (1 cm, 1,5 cm, 2 cm) ve merkezden-merkeze uzaklık
mesafesinde (1 cm, 2,2 cm, 3,5 cm), küçük boşluk çapı ve yakın merkezden-merkeze
uzaklık mesafesinde CyberKnife cihazı ile vadi-tepe oranı %5 daha küçük
bulunmuştur. Aynı merkezden-merkeze uzaklık mesafesinde, farklı boşluk çapı (1 cm,
1,5 cm, 2 cm) ve farklı açık-kapalı alan oranlarında ( 0,08, 0,2, 0,5) elde edilen doz
dağılımlarını incelediğimizde, boşluk çapı ve açık-kapalı oran miktarı arttıkça vaditepe oranı Cyberknife cihazında %5 daha küçük bulunmuştur. Gama analiz sonuçları
tüm planlarda %90 nın üstünde bulunmuştur. TLD ile yapılan nokta doz ölçümleri tüm
planlarda %10 un altında kabul edilebilir düzeyde bulunmuştur. Bu çalışmada,
heterojen doz dağılımlarını her iki sistemde de benzer şekilde elde etmemize rağmen
CyberKnife cihazı ile daha küçük vadi-tepe oranları elde edildiği ve kritik organ
korumasının daha iyi yapılabileceği sonucuna varılmıştır. Ancak, tedavi sürelerini
analiz ettiğimizde klinik uygulanabilirlik açısından RapidArc cihazı ile elde edilen
planlar uygundur. Ayrıca, elde edilen vadi-tepe oranlarının terapötik oranı nasıl
değiştirdiğini değerlendirmek açısından radyobiyolojik çalışmalarla desteklenmesi
gerektiği düşünülmektedir.
Anahtar Kelimeler: Uzaysal fraksiyonasyon, grid terapi, cyberknife, rapidarc.

Abstract:
Lattice
therapy is an innovative method to increase the effectiveness of radiotherapy by
delivering a high dose to the target volume irradiated through small spaces in one or
more fractions.In this study, we investigated the feasibility of 3D Grid therapy dose
distributions with CyberKnife and Varian RapidArc. The valley-peak ratios were
compared. This is a dosimetric study. For this reason, 8 cm and 12 cm target volumes
were defined on the rando phantom. Valley-peak dose distribution patterns were
obtained by creating Grid dose vertices and avoidance in target volume. By changing
hole diameter,center-to-center distance and open-closed area ratio, seven different
Grid designs were generated. Treatment plans were made with CyberKnife and
Varian RapidArc. TLD and EBT3 film were employed for dosimetric treatment
verification. The measured and calculated doses from TPS were compared. In
comparison of DVH, the highest difference in the maximum dose and mean dose was
found to be 3% for 8 cm diameter target volume. For 12 cm diameter target volume,
the highest difference in the maximum dose was 11%, while the highest difference in
the mean dose was 2%. By changing hole diameter (1 cm, 1.5 cm, 2 cm) and centerto-center distance (1 cm, 2.2 cm, 3.5 cm), the valley-peak ratio was found to be 5%
smaller decreasing hole diameter and center-to-center distance for CyberKnife. By
changing hole diameter (1 cm, 1.5 cm, 2 cm) and open-closed area ratio (0.08, 0.2,
0.5), the valley-peak ratio was found to be 5% lower increasing the hole diameter and
open-closed ratio for CyberKnife. Gama analysis resulted above the tolerance value
of 90% gamma passing rate in all plans. Point dose measurements were found less
than 10% in all plans. In this study, we concluded that although smaller valley-peak
ratios were obtained with CyberKnife, the overall shape of dose volume histograms
was similar in both systems. Furthermore, when we evaluated the treatment
duration, the RapidArc plans were more appropriate for clinical routine. In addition,
we recommend that the valley-peak ratios should be analyzed by radiobiological
studies to evaluate how they change the therapeutic rate.
Keywords: Spatially fractionation, lattice therapy, cyberknife, rapidarc.