Derin nefes tutma tekniği ile sol meme radyoterapisi uygulanan meme kanserli hastalarda doz hacim ve doz kütle histogramlarının akciğer ve kalp açısından karşılaştırılması
Comparison of dose volume and dose mass histograms in lung and heart of patients with left sided breast cancer who underwent deep inspiration breath hold radiotherapy treatment technique
Yazar: DİLARA KARAKUŞ
Danışman: DOÇ. DR. LÜTFİYE ZÜMRE ARICAN ALICIKUŞ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ KADİR AKGÜNGÖR
Dokuz Eylül Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Medikal Fizik Ana Bilim Dalı / Medikal Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Onkoloji = Oncology
Dizin: Akciğer = Lung ; Doz-cevap ilişkisi-radyasyon = Dose-response relationship-radiation ; Kalp = Heart ; Meme hastalıkları = Breast diseases ; Meme neoplazmları = Breast neoplasms ; Nefes egzersizleri = Breathing exercises ; Radyometri = Radiometry ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Radyoterapi-yoğunluk ayarlı = Radiotherapy-intensity-modulated

Özet:
Amaç: Erken evre meme kanseri nedeniyle meme koruyucu cerrahi sonrası sol meme radyoterapisi uygulanan hastalarda serbest solunum (Free Breathing-FB) ve derin nefes tutma (Deep İnspirium Breath Hold-DIBH) radyoterapi planlarında akciğer ve kalp açısından doz hacim (DVH) ve doz kütle histogramlarının (DMH) karşılaştırılmasıdır.
Gereç ve Yöntem: Sol meme kanserli 35 hastanın FB ve DIBH'da alınan bilgisayarlı tomografi verileri kullanılarak hedef ve normal doku hacimleri konturlanmıştır. FB ve DIBH'da PTV için toplam doz 50 Gy/25 fx olacak şekilde YART planlanmıştır. Toplam 70 plana ait DVH ile Matlab'da DVH ve elektron yoğunluğuna dayalı DMH alınmıştır. Sol akciğer, kalp için DVH ve DMH karşılaştırılmıştır. İstatistiksel olarak T-test/Wilcoxon test, Spearman korelasyon ve SPSS-23.0 kullanılarak değerlendirilmiştir.
Bulgular: FB'de kalp Dortalama(cGy); DVH'de 365,98±211,88 iken DMH'de 352,81±203,05 (p=0,791); DIBH'de DVH'de 125,46±39,36 iken DMH'de 121,61±47,78 idi (p = 0.991). Sol akciğer ortalama hacmi(cc) FB'de 1114,25±286,92 iken DIBH'de 2115,48 ± 380.56'dir. Sol akciğer ortalama total kütlesi(g) FB'de 307.96±44.64 iken DIBH'de 335.44±65.02'dir. FB'de sol akciğer Dortalama(cGy) değeri DVH'de 791,43±463,50 iken DMH'de 550,5±164,19(p<0,005); DIBH'de DVH'de 689,31±208,35 iken DMH'de 505,35±198,84 idi (p<0,005).  FB'de sol akciğer V20- M20 (%) değerleri, DVH'de 13,35±5,65 iken DMH'de 9,85±4,87 (p<0,005); DIBH'de ise DVH'de 11,80±4,72 iken DMH'de 8,81±4,28 idi (p<0,005). Sol akciğer Dortalama ve V20(%) değerleri sırasıyla DVH'de - 12,9 ve -11,58; DMH'de ise -8,2 ve -10,56 azalmıştır. DVH–DMH arasında akciğer V20- M20 (R2 = 0.7864); kalp V20- M20 (R2 = 0.9982) ve kalp Dortalama(R2=0,9577) arasında güçlü, akciğer Dortalama (R2=0,5316)'de düşük korelasyon saptanmıştır.  
Sonuç: Solunum tekniğine bağlı olarak kalp için değişim gözlenmekte olup FB ve DIBH'da DVH ve DMH benzerdir. Ancak DIBH ile sol akciğer total kütle değişiminde belirgin fark olmaksızın "%" olarak DMH'de DVH'e göre ortalama doz azalmaktadır. Bu nedenle, farklı elektron yoğunluğuna sahip akciğer dokusu için dozimetrik değerlendirmede DMH daha hassas ve DVH'e göre daha anlamlı olabilir. DMH'ın avantaj ve dezavantajlarının değerlendirilebilmesi için ileri çalışmalar gerekmektedir.

Anahtar Sözcükler: Serbest Solunum, Derin Nefes Tutma, Doz Hacim Histogramı, Doz Kütle Histogramı, Matlab
Tezin sayfa adedi: 149
Danışman: Doç. Dr. L. Zümre ARICAN ALICIKUŞ

Abstract:
Aim: Comparison of dose volüme (DVH) and dose mass histograms (DMH) in terms of lung and heart in free breathing (FB) and Deep Inspiration Breath Hold (DIBH) radiotherapy plans in patients who underwent left breast radiotherapy after breast conserving surgery due to early stage breast cancer.
Materials and Methods: Target and normal tissue volumes were contoured using computed tomography data from 35 patients with left breast cancer in FB and DIBH. IMRT was planned with a total dose of 50 Gy/25 fx for PTV in FB and DIBH. The DVHs belonging to a total of 70 plans and DMH based on DVH and electron density were taken in Matlab. DVHs and DMHs were compared for left lung, heart. Statistical analysis was performed by t-test, Wilcoxon test, Spearman correlation in SPSS-23.0.
Results:In FB, Heart-Dmean (cGy) was 365.98±211.88 in DVH and 352.81±203.05 in DMH (p=0.791); in DIBH, it was 125.46±39.36 in DVH and 121.61±47.78 in DMH (p = 0.991). The mean volume of the left lung (cc) was 1114.25±286.92 in FB and 2115.48 ± 380.56 in DIBH.  The mean total mass of the left lung(g) was 307.96±44.64 in FB and 335.44±65.02 in DIBH. In FB, left lung-Dmean (cGy) was 791.43±463.50 in DVH and 550.5±164.19 in DMH (p<0.005); in DIBH it was 689.31±208.35 in DVH and 505.35±198.84 in DMH (p<0.005). In FB, V20-M20 (%) of left lung were 13.35±5.65 in DVH and 9.85±4.87 in DMH (p<0.005); in DIBH, it was 11.80±4.72 in DVH and 8.81±4.28 in DMH (p<0.005).Left lung-Dmean (cGy) and V20(%) values were decreased -12.9 and -11.58 in DVH; they decreased -8.2 and -10.56 in DMH, respectively. The strong correlation were found in V20-M20 of left lung (R2 = 0.7864), V20-M20 of heart (R2 = 0.9982) and Dmean of heart (R2=0.9577) while Dmean of left lung had low correlation (R2=0.5316) between DVH–DMH. 
Conclusion: Depending on the breathing technique, the changes were observed for the heart; DVH and DMH are similar in FB and DIBH. However, with no significant difference of total left lung mass in DIBH, the mean dose decreased in "%" in DMH compared DVH. Therefore, DMH may be more sensitive and more meaningful than DVH in dosimetric evaluation for lung tissue with different electron densities. Further studies are needed to evaluate the advantages and disadvantages of DMH.


Keywords: Free Breathing, Deep Inspiration Breath Hold, Dose Mass Histogram, Dose Volume Histogram, Matlab
Page number: 149
Advisor: Doç. Dr. L. Zümre ARICAN ALICIKUŞ