Cyberknife synchrony® solunum takip sisteminin polimer jel 
dozimetre ile üç boyutlu performans analizi
Three dimensional performance analysis of cyberknife synchrony® respiratory tracking system using polymer gel dosimeter
Yazar: MERYEM CANSU ŞAHİN
Danışman: DOÇ. DR. PERVİN HÜRMÜZ
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı / Radyoterapi Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Onkoloji = Oncology
Dizin: Hastane araç-gereç ve donanımları = Equipment and supplies-hospital ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Radyocerrahi = Radiosurgery ; Radyometri = Radiometry ; Solunum = Respiration ; Solunum sistemi = Respiratory system ; Tıbbi araç-gereç ve donanımlar = Equipment and supplies

Özet:
ŞAHİN, M.C. Cyberknife Synchrony® Solunum Takip Sisteminin Polimer Jel Dozimetre İle Üç Boyutlu Performans Analizi. Hacettepe Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Radyoterapi Fiziği Programı Yüksek Lisans Tezi, Ankara, 2017. Tümör hareketi, torasik tümörlere radyasyon verilmesinde zorlayıcı bir konudur. CyberKnife robotik radyocerrahi ünitesinin Synchrony solunum takip sistemi, solunum ile radyasyon verilmesini senkronize ederek tümör hareketinin etkisini azaltmaktadır. Bu çalışmanın amacı, üç boyutlu polimer jel dozimetre kullanarak, farklı genliklerde hareket eden tümörler için Synchrony solunum takip sisteminin performansının araştırılmasıdır. Bilgilerimize göre bu çalışma, Synchrony solunum takip sisteminin üç boyutlu performans analizini yapan ilk çalışmadır.
Boyutu 1x1x1 cm3 olan tümöre MultiPlan tedavi planlama sisteminde (TPS) fraksiyon dozu 4 Gy olacak şekilde tedavi planı hazırlanmıştır. BrainLab gating fantomu kullanılarak üç farklı genlik için tümör hereketi simüle edilmiştir. Takip için üç adet fidüsiyel fantom üzerine uygun pozisyonlarda yerleştirilmiştir. Rayokromik film dozimetre ve polimer jel dozimetre kullanılarak ölçümler alınmış ve bu sonuçlar MultiPlan TPS'nin doz dağılımı verileriyle karşılaştırılmıştır. Işınlanan jel dozimetrelerin doz bilgisini elde etmek için gerekli olan görüntüler 1,5 T manyetik rezonans görüntüleme cihazı ile elde edilmiştir. Radyokromik film dozimetrelerin analizi için Ashland FilmQA Pro 3.0 yazılımı kullanılmıştır. Polimer jel dozimetrelerin analizi için Gamma indeks kriteri 3 mm % 3 olarak belirlenmiş ve PolyGeVero yazılımı kullanılmıştır. Literatürde PolyGeVero ile yapılan çalışmalara göre Gamma indeks değerinin ≤1 olması geçer kriter olarak kabul edilmektedir.
Radyokromik film dozimetre için 3 mm % 3 kriteri ile yapılan Gamma indeks değerleri, 1 cm, 2 cm ve 3 cm tümör hareketi için sırasıyla 92.6±1.94%, 91.0±4.00%, 90.3±2.04% olarak bulunmuştur (p<0.001). Polimer jel dozimetre için ortalama Gamma indeks değerleri yaklaşık üç milyon nokta kullanılarak hesaplanmıştır. Polimer jel dozimetre Gamma indeks değerleri 1 cm, 2 cm ve 3 cm tümör hareketi için sırasıyla 0.56±0.10, 0.60±0.24 ve 0.65±0.30 olarak bulunmuştur (p<0.001). Fark, üç ayrı hareket genliği için anlamlı olmasına rağmen, sistemin performansı kabul limitleri içindedir.
Polimer jel dozimetre ile üç boyutlu performans analizi, CyberKnife Synchrony solunum takip sisteminin hareket genliğinden bağımsız olarak başarıyla tümör takibi yaptığını göstermiştir.
Anahtar Kelimeler: Cyberknife, Synchrony®, Solunum Takip Sistemi, Polimer Jel Dozimetre, Gafkromik Film Dozimetre, PolyGeVero.
Bu tez TÜBİTAK 3001 projesi kapsamında 115S446 proje numarası ile desteklenmiştir.

Abstract:
ŞAHİN, M. C. Three Dimensional Performance Analysis Of Cyberknife Synchrony® Respiratory Tracking System Using Polymer Gel Dosimeter. Hacettepe University Institute of Health Sciences, Thesis in Radiotherapy Physics Program, Ankara, 2017. Tumor movement is a challenging issue for the precise delivery of radiation for thoracic tumors. The Synchrony respiratory motion tracking system (RMTS) of Cyberknife® robotic radiosurgery unit synchronizes radiation beam delivery with the respiration induced tumor motion. This study aims to investigate the performance of Synchrony RMTS for different movement widths using polymer gel dosimetry. To the best of our knowledge this is the first study to make the three dimensional performance analysis of Synchrony RMTS.
The MultiPlan® treatment planning system (TPS) of Cyberknife® was used to deliver 4 Gy to a tumor of 1X1X1 cm3. BrainLab Gating lung phantom was used to simulate lung movements with three different amplitudes (1 cm, 2 cm and 3 cm). Three fiducials were inserted to the phantom for tracking. Radiochromic film and polymer gel dosimetry were used and measurements were compared with the dose distributions acquired from the TPS. The dose information of irradiated gel were read out using 1.5 T magnetic resonance imaging. The gamma index values were analysed using the Ashland FilmQA Pro 3.0 software for film dosimeters and Polygevero software for gel dosimeters using the 3mm/3% criteria. PolyGevero gamma index value of ≤1 is accepted as a passing criteria according to the literature.
The mean 3 mm 3% gamma index values of film dosimetry were 92.6±1.94%, 91.0±4.00%, 90.3±2.04% for tumor motions of 1 cm, 2 cm and 3 cm, respectively (p<0.001). For polymer gel dosimetry, the mean gamma index values calculated over almost three million points were 0.56±0.10, 0.60±0.24 and 0.65±0.30 for tumor motions of 1 cm, 2 cm and 3 cm, respectively (p<0.001). Although the difference was statistically significant for 3 different amplitudes, the performance of the system was within the acceptance limits.
Three dimensional performance analysis showed that Cyberknife Synchrony® RMTS is successful in tumor tracking regardless of the amplitude of movement.
Keywords: Cyberknife, Synchrony®, Respiratory Tracking System, Polymer Gel Dosimetry, Gafchromic Film Dosimetry, PolyGeVero.
This thesis is supported by TUBITAK 3001 project, Project number 115S446.