Cyberknife® X-sight® vertebra takip sisteminin vertebra dışı lezyonlarda uygulanabilirliğinin araştırılması
Investigating the feasibility of out of spine application of cyberknife® X-sight™ spine tracking system
Yazar: SELAMİ EKEN
Danışman: PROF. DR. ABDULLAH FARUK ZORLU
Hacettepe Üniversitesi / Kanser Enstitüsü / Radyoloji Onkolojisi Ana Bilim Dalı / Radyoterapi Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Onkoloji = Oncology
Dizin: Cerrahi = Surgery ; Omurga = Spine ; Radyocerrahi = Radiosurgery ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Radyoterapi-bilgisayar yardımlı = Radiotherapy-computer assisted ; Robotik cerrahi işlemleri = Robotic surgical procedures

Özet:
Ablatif doz ile yapılan Stereotaktik vücut radyoterapisinde (SVRT) kullanılan cihazlardan biri de CyberKnife® Stereotaktik Radyocerrahi cihazıdır. Bu cihaz, farklı hedef takip sistemlerine sahiptir. Bunlar yüksek doğrulukta takip yapabilmektedir. Bu çalışmada da X-Sight™ Vertebra takip sistemi ve Synchrony™ takip sistemi kullanılmıştır. Günümüzde X-Sight™ Vertebra takip yöntemi vertebradan uzak noktalarda da kullanılmaktadır. Fakat vertebradan uzaklaşıldığında, özelliklede abdomende, solunum kaynaklı diyafram hareketinden dokular etkilenmektedir. Bu çalışmada da X-Sight™ Vertebra takip sisteminin vertebra dışı lezyonlarda uygulanabilirliği araştırılmıştır. Bunun için vertebradan faklı uzaklıklardaki hedefin farklı hareket genliğine sahip olduğu düşünülerek bu iki takip sistemi yardımıyla ölçümler alınmıştır. X-Sight™ Vertebra takip yöntemi kullanıldığında vertebradan uzaklaştıkça dozda ortaya çıkan değişimi görmek için vertebraya dik 1 cm, 2 cm, 3 cm uzaklıklar da 6 sn için 8 mm hareket genliğinde, açısal etkiyi görmek için vertebraya 45˚ açıda 1 cm, 2 cm, 3 cm uzaklıklar da 6 sn için 8 mm hareket genliğinde ve vertebrayla 11˚ açısal hareket ettiği varsayılan hedef için 1cm için 2 mm genlik, 2 cm için 4 mm genlik ve 3 cm için 8 mm genliğinde ölçümler alınmıştır. Synchrony™ takip sisteminde yüksek ve düşük genliklerde pek çok çalışma olduğu için bu çalışmada sadece 1cm, 2cm, 3cm uzaklıklar da 6sn için 8mm hareket genliğinde ölçümler alınmıştır. Işınlamalar, Brainlab ET Gating fantomuna yerleştirilen GAFchromic™ EBT3 filmler üzerine yapılmıştır. Çıkan değerler tedavi planlama sisteminden (TPS) alınan orijinal planlarla karşılaştırılmıştır.  İki cm çapında daire şeklinde ölçüm bölgesi (ROI) kullanılarak, minimum doz, maksimum doz ve ortalama doz okunmuştur ve gama indekslerine bakılmıştır. X-Sight™ Vertebra takip yönteminde, sabit genlikte vertebradan uzaklaşıldığında TPS ile EBT3 arasındaki en yüksek fark  % 11,1 ile  % 12,2 arasında olup minimum doz değerinde çıkmıştır. Sabit genlikte vertebradan 45˚ açıda uzaklaşıldığında alınan ölçümlerdeki sonuçlar, dik uzaklıktaki ölçüm değerlerine çok benzer çıkmıştır. Mesafe ve genlik değiştikçe dozimetrik farkı oluşup oluşmadığını görmek için 11˚ açıdaki hareketin doz değişimine etkisine bakıldığında, genlik arttıkça TPS ile EBT3 arasındaki doz farkları ciddi oranda artmaktadır. Bunu en çok minimum dozda görmekteyiz. Minimum dozdaki değişim oranı 2 mm için %3,1, 4 mm için %6,1, 8 mm için %11,2 dir. X-Sight™ Vertebra takip sistemine ait ölçümler gama analizini geçememiştir. Synchrony™ takip sistemi kullanılarak alınan ölçümlerde TPS ile EBT3 arasındaki doz farklarına bakıldığında sabit genlikte farklı mesafelerde alınan bütün ölçümler birbirine yakın çıkmıştır. Maksimum fark % 3,1 çıkmıştır. Bütün ölçümler gama analizini geçmişlerdir. Sonuç olarak, vertebradaki lezyonun abdominal bölgedeki hareketten etkilenmediği kullanıcı tarafından öngörülürse, X- Sight™ Vertebra takip sistemi değindiğimiz olumsuzları kabul ederek kullanılabilir. Fakat solunum hareketinin tüm abdominal bölgeyi etkilediği hatırlanmalıdır. Bu yüzden ablatif dozla yapılan SVRT' de tedavi hacmini gereksiz büyütmemek açısından X- Sight™ Vertebra takip sistemini vertebraya yapışık olmayan hedeflerin takibinde kullanılması uygun değildir. Bu yöntem yerine abdomen yerleşimli lezyonlarda Fidüsiyel tabanlı Synchrony™ takip sisteminin kullanılmasını önermekteyiz.

Abstract:
One of devices which uses the ablative dose for the Stereotactik body radiation theraphy (SBRT) is CyberKnife® Stereotactic Radiosurgery System. This device, has different tracking system from other devices. This systems have high precision for tracking. In this study , X-Sight™ spine tracking system and Synchrony™ tracking system  have been used. In these days, X-Sight™ spine tracking system is used on the targets which are far from spine. But when its going away from a spine, especially in abdomen, tissues are affected by respiratory induced motion. On this study, X-Sight™ spine tracking system, outside of spinal lesions its enforceability has been investigated. For this, it is thought to have been subjected to motion at various amplitudes for the target at various distances from the spine the measurements were made using these two tracking systems. For X-Sight™ spine tracking system, the measurements have been taken to see the effect at distance, 1 cm, 2 cm, 3 cm from spine with 8 mm movement amplitude for 6 sn breath cycle time and for angular motion,  45˚ angle with 1 cm, 2 cm, 3 cm distances from spine for 6 sn breath cycle time 8 mm movement amplitude and for 11˚ anglular motion with spine, 1cm from spine with 2 mm movement amplitude, 2 cm from spine with 4 mm movement amplitude and  3 cm from spine with 8 mm amplitude. Some measurements have been taken with Synchrony™ tracking system as there are many studies on high and low amplitudes, on this study only the measurements have been taken for 1 cm, 2 cm, 3 cm distances from spine with 8 mm movement amplitude for 6 sn breath cycle time. All this measurement taken with GafChromic™ EBT3 films and  the BrainLab® ExacTrac gating phantom. In the dosimetric analysis, GafChromic™ EBT3 films compared with the original treatment planing system datas(TPS). By using X-Sight™ spine tracking system, the amplitude stays constant when its getting away from spine for target, the minimum dose difference between TPS and EBT3 is % 11.1 and  % 12.2. The biggest difference appears in this group. The measuremenet result of 45˚ angle with constant amplitude when distance is increased, the obtained results were very similar to the ones were taken vertical angle. When distance and amplitude is changed, in order to see dosimetrically difference comes out or not, on 11˚ angle, when we look at the dose alteration of movement, when amplitude is gone up, the dose difference between TPS and EBT3 is increased significantly. We experience with this mostly on minimum dose. The alteration which is on minimum dose for 2 mm  %3.1, for 4 mm %6.1, for 8 mm %11.2. Any measurement taken with X-Sight spine tracking system could not past the gamma analysis. When we look at the measurements which were taken by Synchrony™ tracking system, the dose difference between TPS and EBT3 all the measurements were very close to eachother which are on different distances. Maximum difference is found % 3,1. All measurement taken with Synchrony™  tracking system past the gamma analysis. As a result, if the user assumes that spinal lesions is not affected by the movement in abdominal region, X-Sight™ spine tracking system can be used while accepting the disadvantages mentioned. However it should be considered that respiratory movement affects abdominal region. Therefore, considering to avoid unnecessary large treatment volume in SBRT with ablative doses,  X-Sight™ spine tracking system is not suitable to be used in trackingof the targets in attached to the spine. Instead of that, for abdominal lesions, we recommend the use of Fiducial based Synchrony™  tracking system.