Mediastinal bölge radyoterapisi alan Hodgkin lenfoma tanılı olgularda iki farklı doz hesaplama algoritmasının kardiyak doz-volüm parametrelerine etkisinin karşılaştırılması
The comparison of the effects of two different dose calculation algorithms on cardiac dose- volume parameters in Hodgkin lymphoma patients receiving mediastinal radiotherapy
Yazar: EMRE TAHBERER
Danışman: PROF. DR. AYŞE NUR DEMİRAL
Dokuz Eylül Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2011
Konu: Onkoloji = Oncology ; Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Algoritmalar = Algorithms ; Doz-cevap ilişkisi-radyasyon = Dose-response relationship-radiation ; Hodgkin hastalığı = Hodgkin disease ; Kardiyak volüm = Cardiac volume ; Lenfoma = Lymphoma ; Mediastinal neoplazmlar = Mediastinal neoplasms ; Radyometri = Radiometry ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Radyoterapi-bilgisayar yardımlı = Radiotherapy-computer assisted

Özet:
Amaç: Bu çalışmada, Hodgkin lenfoma (HL) tanılı olguların mediastinal radyoterapi tedavi planlarında, PB (?pencil beam?) ve CS (?convolution superposition?) hesaplama algoritmalarını kardiyak doz-volüm parametrelerinden V5, V25, V30 ve MKD (medyan kalp dozu) açısından karşılaştırılması amaçlandı.Gereç ve Yöntem: Dokuz Eylül Üniversitesi Radyasyon Onkolojisi AD'da 01.01.2011 tarihinden önce HL tanısı alan ve mediastinal bölge RT'si tamamlanmış olgulardan seçim kriterlerine uyan 10 olgunun tedavi planları, bilgisayarlı Tedavi Planlama Sisteminden (TPS) retrospektif olarak bulundu. Nucletron Oncentra MasterPlan Version 3.3 SP3 programında PB ve CS algoritmaları kullanılarak, sırasıyla 6 ve 18 MV-X ışın enerjileri için hesaplama yaptırıldı. Kardiyak doz-volüm parametrelerinden V5, V25, V30 ve MKD açısından iki algoritma karşılaştırıldı. Çalışmadaki verilerin analizi SPSS 15.0 istatistiksel analiz programında Wilcoxon signed rank test kullanılarak gerçekleştirildi.Bulgular: 6 MV-X foton enerjisinde ortalama relatif farkın V25 değeri için % 1.75 (p=0.012) ve V30 değeri için de % 6.76 (p=0.028) olarak PB algoritması lehine, istatistiksel olarak anlamlı şekilde daha yüksek olduğu izlendi. 18 MV-X foton enerjisinde ise ortalama relatif farkın V25 değeri için % 3.25 (p=0.021), V30 değeri için de % 13.95 (p=0.007) olarak PB algoritması lehine, istatistiksel olarak anlamlı şekilde daha yüksek olduğu gözlendi. Ortalama relatif farkın MKD değeri için 6 MV-X enerjisinde % 2.32 (p=0.169), 18 MV-X foton enerjisinde ise % 0.01 (p=0.241) olarak PB algoritması lehine, istatistiksel anlamlılık sınırına ulaşmayan şekilde daha yüksek olduğu saptandı. Ortalama relatif farkın V5 değeri için 6 MV-X foton enerjisinde % 0.01 (p=0.173), 18 MV-X foton enerjisinde ise % 0.01 (p=0.213) olarak CS algoritması lehine, istatistiksel anlamlılık sınırına ulaşmayan şekilde daha yüksek olduğu saptandı.Sonuç: Çalışmamızda HL'lı olgularda doku inhomojenitesinin belirgin olduğu mediastinal bölgeye yönelik radyoterapi planlamalarında kardiyak V25 ve V30 parametrelerinde PB algoritması kullanıldığında CS algoritmasına göre daha yüksek değerler bulunmuştur. CS algoritmasının radyoterapi planlamada ?altın standart? olan ancak foton hesaplamaları için rutinde kullanılamayan ?Monte Carlo? algoritmasına yakın duyarlılıkta olduğu bilinmektedir. Sonuçta, mediastinal bölge HL tedavi planlamasında hesaplama doğruluğunu arttırmasından ötürü PB algoritması yerine CS algoritmasının tercih edilmesi daha uygundur.Anahtar Sözcükler: Convolution / superposition, pencil beam, Hodgkin lenfoma, kardiyak doz-volüm parametreleri.

Abstract:
Aim: In this study it was aimed to compare PB (?pencil beam?) and CS (?convolution superposition?) dose calculation algorithms with respect to cardiac dose-volume parameters V5, V25, V30 and MCD (median cardiac dose) in the radiotherapy treatment plans of Hodgkin lymphoma (HL) patients.Material and Method: The treatment plans of all HL patients who have completed mediastinal radiotherapy before 01.01.2011 in Dokuz Eylul University Department of Radiation Oncology were reviewed retrospectively from the archive of computerized treatment planning system (TPS). Ten of them were found eligible according to inclusion criteria. Dose calculation was performed using PB and CS algorithms in Nucletron Oncentra MasterPlan Version 3.3 SP3 program for both 6 and 18 MV-X photon energies. Two algorithms were compared with respect to cardiac dose-volume parameters (V5, V25, V30 and MCD). The analysis of the data was performed using Wilcoxon signed rank test in SPSS 15.0 statistical analysis program.Results: For 6 MV-X photon energy, mean relative difference was found statistically significantly higher in the PB algorithm being % 1.75 (p=0.012) and % 6.76 (p=0.028) for V25 and V30, respectively. For 18 MV-X photon energy, mean relative difference was found statistically significantly higher in the PB algorithm being % 3.25 (p=0.021) and % 13.95 (p=0.007) for V25 and V30, respectively. In terms of MCD, mean relative difference was found higher without statistical significance in the PB algorithm being % 2.32 (p=0.169) and % 0.01 (p=0.241) for 6 MV-X and 18 MV-X photon energies, respectively. As for V5, mean relative difference was found higher without statistical significance in the CS algorithm being % 0.01 (p=0.173) and % 0.01 (p=0.213) for 6 MV-X and 18 MV-X photon energies, respectively.Conclusion: In our study, higher cardiac V25 and V30 values were obtained using PB algorithm compared to CS algorithm in HL patients? radiotherapy plans of mediastinal region where tissue inhomogeneity is apparent. It has been known that CS algorithm is close to the ?gold standard? ?Monte Carlo? algorithm in terms of sensitivity in radiotherapy planning. However ?Monte Carlo? algorithm is seldom used in daily practice in commercial TPSs for photon dose calculations. As a result, it is appropriate to prefer CS algorithm instead of PB algorithm due to the incresed accuracy in dose calculation.Key words: Convolution / superposition, pencil beam, Hodgkin lymphoma, cardiac dose-volume parameters