AAA ve Acuros XB algoritmaları ile hesaplanan evre III akciğer kanserli hastaların hacimsel ayarlı ark terapi (VMAT) ve yoğunluk ayarlı radyoterapi (IMRT) planlarında farklı grid size'ların izodoz dağılımına etkisi
Grid size effect on isodose distribution of volumetric modulated arc therapy (VMAT) and intensity modulated radiotherapy (IMRT) plans of stage III lung cancer patients which calculated with AAA and Acuros XB algorithms
Yazar: NAZMİ CAN
Danışman: PROF. DR. MELAHAT GARİPAĞAOĞLU
Acıbadem Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı / Sağlık Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Onkoloji = Oncology ; Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Algoritmalar = Algorithms ; Doz dağılımı = Dose distribution ; Doz-cevap ilişkisi-radyasyon = Dose-response relationship-radiation ; Karsinoma-küçük hücreli olmayan-akciğer = Carcinoma-non small cell-lung ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Radyasyon = Radiation ; Radyasyon dozajı = Radiation dosage ; Radyasyon fiziği = Radiation physics ; Radyasyon onkolojisi = Radiation oncology ; Radyoterapi-bilgisayar yardımlı = Radiotherapy-computer assisted

Özet:
Radyoterapide tanımlanan dozun uygulanmasında, kullanılan doz hesaplama algoritması belirleyicidir. Bu çalışmada, cerrahi uygulanmayan evre III küçük hücre dışı akciğer kanserli (KHDAK) hastalara, VMAT ve IMRT teknikleri ile Acuros XB ve AAA doz hesaplama algoritmaları kullanılarak, farklı grid size'ların risk altındaki organ (OAR) ve hedef doku dozlarına etkisi incelenmiştir. Seçilen 10 hastanın her biri için, Acuros XB ve AAA algoritmaları kullanılarak VMAT ve IMRT teknikleri ile farklı grid size'larda planlar hesaplatıldı. Hedef hacmin ve kritik organların, almış olduğu doz ve akciğerlerin V20 ve kalbin V40 hacimleri için farklı grid size değerlerine göre değişimi doz hacim eğrisi (DVH) yardımıyla incelendi. Aynı teknik ve algoritma kullanılarak yapılan planlarda, farklı grid size'lar PTVtm kapsamasında ve yüksek sıcaklık bölgesinde anlamlı doz farklılığı oluşturdu (p=0,000 - 0,045); OAR dozları ve akciğerlerin V20 ve kalbin V40 hacimlerinde oluşan fark anlamlı görüldü (p=0,005 – 0,037). Aynı grid size ve algoritma kullanılarak farklı teknikler ile plan yapıldığında PTVtm'nin yüksek sıcaklık bölgesinde anlamlı fark görüldü (p=0,001 – 0,0096), OAR'lerin aldığı dozlar ve akciğerlerin V20 ve kalbin V40 hacimlerinde oluşan fark anlamlı görülmedi (p=0,959 – 0,139). Aynı grid size ve teknik kullanılarak farklı algoritmalar ile doz hesabı yapıldığında PTVtm'nin kapsamasında anlamlı fark görüldü (p=0,000); OAR'lerin aldığı dozlar ve akciğerlerin V20 ve kalbin V40 hacimlerinde anlamlı fark görüldü (p=0,005 – 0,047). Sonuç olarak; düşük yoğunluklu bölgede ve sıcak nokta dozu hayati önem taşıyan seri organlarda dozun doğruluğu için bilgisayarlı tomografi (BT) görüntülerinin kesit kalınlığı ve doğru grid size seçimi önemlidir.

Abstract:
Dose calculation algorithms are decisive to apply prescribed dose precisely in radiotherapy practice. In this study, the effect of grid size on organ at risk (OAR) and target doses were studied, in patients with stage III, inoperable non-small cell lung cancer (NSCLC) receiving radiotherapy, used VMAT or IMRT radiotherapy techniques while Acuros XB or AAA algorithms for dose calculation. VMAT and IMRT treatment plans were created using Acuros XB and AAA dose calculation algorithms in different grid sizes for selected 10 patients. Target and OAR doses, lung V20 and hearth V40 volumes according to grid sizes were analyzed using Dose Volume Histograms (DVH). Grid size showed significant effects on PTVtm covarege and high dose region (p=0,000 - 0,045); also showed significant effects OAR doses, heart V40 and lungs V20 volumes (p=0,005 – 0,037) using the same technique and algorithms. Using same grid sizes and same algorithms and different techniques resulted significant differences in high dose region of PTVtm (p=0,001 – 0,0096); whereas no significant difference in OAR doses, lung V20 and heart V40 volumes (p=0,959 – 0,139). When same grid size and same technique but different algorithms used in the plan, difference in coverage of PTVtm (p=0,000); doses to OAR's and lungs V20 heart V40 volumes were significant (p=0,005 – 0,047). Consequently, for the accuracy of dose calculation in low density area and hot point doses to serial organs which has in vital importance selection of the slice thicknesses of computed tomography (BT) images and grid size resolutions are important.