Akciğer kanserleri radyoterapisinde tümör hareketinin doz dağılımına etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of tumor movement on dose distribution in lung cancer radiotherapy
Yazar: KAYA TETİK
Danışman: PROF. DR. BANU ATALAR
Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Onkoloji = Oncology
Dizin: Akciğer hastalıkları = Lung diseases ; Akciğer neoplazmları = Lung neoplasms ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Radyasyon dozajı = Radiation dosage ; Radyometri = Radiometry ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Radyoterapi-bilgisayar yardımlı = Radiotherapy-computer assisted ; Radyoterapi-yoğunluk ayarlı = Radiotherapy-intensity-modulated

Özet:
Amaç: Akciğer kanserinde solunum hareketine bağlı olarak hedef hacim hareket edebilmektedir. Bu sebeple tedavi planlama sisteminde hesaplanan doz haritası ile solunuma bağlı hareketten dolayı tedavi sırasında verilen doz arasında interplay etki olarak ifade edilen belirsizlikler meydana gelebilir. Yapılan çalışmanın amacı akciğer kanserinde solunuma bağlı hedef hareketinin doz dağılımına etkisini incelemektir. 
Gereç ve Yöntem: Çalışma için daha önce SVRT (stereotaktik vücut radyoterapi) tedavisi görmüş on iki hasta seçilmiştir. Bütün hastaların 4B BT görüntüsü kullanılmıştır. Çalışmanın tedavi planlama tarafında serbest solunumda ve ekspiryum fazında konturlanan PTV'lerin (PTV-free ve PTV-exp) hacimleri ve bu hedef hacimlere yapılan planların ipsilateral akciğer V5, V20 dozları karşılaştırılmıştır. Tedavi uygulama tarafında ise10 MV ve 10 MV FFF enerjilerde yapılan ışınlamalarda, farklı genlikler (8mm ve 15mm) ve bu genliklerde gating (solunum kontrolü) kullanma ve kullanmama arasındaki yüzde doz farkları incelenmiştir. Doz farkını ölçmek için CIRS marka hareketli toraks fantomunun içine yerleştirilmiş 0,125cc'lik iyon odası kullanılmıştır. Doz haritasındaki değişimi inceleyebilmek için EPID kullanılmıştır. Gama analizinde kullandığımız test kriterleri  %0,5/0,5mm ve %1/1mm dır.
Bulgular: Hacim karşılaştırmalarına göre PTV-exp hacminin PTV-free'ye oranla ortalama %9,04 daha küçük olduğu görüldü. Bu hedef hacimlere yapılan planlama karşılaştırmalarında ipsilateral akciğerin V5 ve V20 dozlarında anlamlı bir fark görülmedi. Tedavi koşullarında yapılan ölçümlerde her iki enerjide de 8mm ve 15mm genlikli hareketlerde alınan ölçümlerin hesaplanan dozdan farkları sırasıyla 10 MV için gating varken ortalama %1,55 ve %3,22, gating yokken ortalama %1,13 ve %2,14'tür. 10 MV FFF için gating varken ortalama %2,92 ve %4,17, gating yokken ortalama %2,92 ve %3,10 bulunmuştur. Buna göre daha küçük genlikli hareket, hesaplanan doza daha yakın sonuç vermiştir. Gamma analizlerinde parametreler %1/1mm ve %0,5/0,5mm seçildiğinde ortalama sonuçlar sırasıyla %99,52 ve %97,43'tür. Buna göre sadece %0,5/0,5mm hassasiyette interplay etki gözlenebilmiştir.
Sonuç: Akciğer kanseri SVRT uygulamalarında serbest solunumda ve 4BBT planlama ile hasta tedavisi için gating kullanmak hem doz dağılımında hem de tedavinin uygulanmasında anlamlı bir fark yaratmamaktadır. İnterplay etki ihmal edilebilir düzeydedir.

Abstract:
Purpose: In lung cancer, target volume moves because of respiratory motion. Because of this, some uncertainties between calculated dose and measured dose may happen during radiotherapy for lung cancer. This uncertainty is called 'interplay effect'. The aim of this study is to investigate the effect of the target volume due to respiratory on dose distribution in lung cancer. 
Material/Method: Twelve patients who were previously treated with SBRT (Stereotactic Body Radiotherapy) were selected for the study and 4BBT images were used. On the treatment planning part of the study, volumes of the free breathing and the exhalation phase, PTV-free and PTV-exp were compered. Furthermore, V5, V20 doses for ipsilateral lung were compered for each plan. On the treatment measurement part, the dose differences between 8mm and 7.5 mm amplitudes, with and without gating, for the irradiation on both 10 MV and 10 MV FFF energies were investigated. A 0,125cc ion chamber placed inside the CIRS dynamic thorax phantom was used to measure the difference in dose, whereas an EPID was used to examine the change in the dose map. The volume comparisons showed that the volume of the PTV-exp was 9.04% smaller. There were no significant differences in the V5 and V20 doses of the ipsilateral lung for any plan. According to the measurements, at motion amplitudes of 8 and 15mm the average mean dose differences for 10 MV were, with gating 1.55% and 3.22%, without gating 1.13% and 2.14% respectively. The average mean dose differences for 10 MV FFF were with gating 2.92% and 4.17%, without gating 2.92% and 3.10% respectively. In the light of the measurements it is seen that, the smaller amplitude motion gave closer results to the calculated dose from TPS. When gamma parameters were selected %1/1mm and %0,5/0,5 mm the average results are %99,52 and %97,43 respectively. According to these results an interplay effect of %0,5/0,5mm sensitivity was observed.
Results: In conclusion, using gating for the treatment of the lung cancer SBRT with free breathing and 4BBT planning, is not resulting a significant difference both for the dose distribution and the application of the treatment. The interplay effect is negligible.