Çoklu beyin metastazlarında iki farklı tedavi cihazının planlarının karşılaştırılması
Comparison of two different treatment systems in multiple brain metastases plans
Yazar: ALİ CAN YILMAZ
Danışman: PROF. DR. ENİS ÖZYAR
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
Dizin: Beyin neoplazmları = Brain neoplasms ; Neoplazm metastazları = Neoplasm metastasis ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Radyasyon = Radiation ; Radyasyon dozajı = Radiation dosage ; Radyasyon onkolojisi = Radiation oncology ; Radyocerrahi = Radiosurgery ; Radyocerrahi = Radiosurgery ; Radyocerrahi = Radiosurgery ; Stereotaksik teknikler = Stereotaxic techniques

Özet:
Stereotaktik radyocerrahi (SRC) küçük çaplı lezyonların tedavisinde kullanılan bir tedavi yöntemidir.  Bu nedenle beyin metastazları ve çoklu beyin metastazları tedavisinde de kullanılabilmektedir. CyberKnife (CK) ve Lineer hızlandırıcı (Linak) bu tedavi yaklaşımı için tasarlanmış cihazlardır.
Bu çalışmada Linak ve CK cihazı için çoklu beyin metastazlarında SRC planlamalarının karşılaştırılması amaçlanmıştır. Tek fraksiyonda bir plan üzerinden Linak ve CK planlamaları arasındaki farklar belirlenmeye çalışılmıştır. Çalışma için metastaz sayısı 3-8 olan 17 hasta için planlamalar yapılmıştır. Bu planlamaların sonucuna göre optik sinir, kiazma, kohlea, beyin sapı kritik organlarının aldıkları nokta doz ve hacimsel doz değerleri incelenmiştir. Beyin dokusunun 8, 10, 12 Gy alan hacim değerleri yüzde ve cc cinsinden karşılaştırılmış, MU değerlerinde oluşan farklar incelenmiştir.
Bu çalışmada, Linak için yapılan VMAT  planlarında 6 MV, 6 FFF ve 10 FFF enerjilerinin 3 ve 4 ARK'lı kombinasyonları olmak üzere toplam 6 farklı plan yapılmıştır. Bu planlar için kritik organ dozlarına, beyin dokusunun aldığı doz değerine, CI, GI, HI, MU değerlerine bakılmıştır. Planlama sonuçları istatistiksel olarak incelendiğinde 6 farklı plan türü içerisinden herhangi bir plan türü diğerinden üstün değildir. Bu nedenle en iyi plan türünü seçmek için puanlama tablosu yapılmıştır. Puanlama tablosu incelenen tüm verileri kapsayacak şekilde oluşturulmuştur. Puanlama tablosu verileri ile her hasta için en iyi Linak planı seçilmeye çalışılmıştır. Puanlama verilerine göre 3-4 lezyonlu hastalar için 6 FFF enerjisi kullanılan planlama değerleri daha iyi, 4'ten fazla lezyonlu hastalarda ise 6 MV ve 6 FFF enerjisi kullanılan planlamalar daha iyi sonuç vermektedir. Lezyon sayısına bağlı olmadan 10 FFF enerjisi tüm hastalarda belirli bir üstünlük sağlamamıştır. Kullanılan ARK sayısı ile ilgili elde edilen sonuç açısından herhangi bir genelleme yapılamamaktadır.
Elde edilen en iyi Linak ile CK planı karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonuçlarına göre Linak ile CK cihazları arasında kritik organ dozları açısından istatiksel olarak fark bulunmasına rağmen bu fark klinik olarak kabul edilebilir düzeyde kalmaktadır. Bunun dışından beyin dokusunun almış olduğu V8 (%),  V8 (cc), V10 (%), V10 (cc),  V12 (%) ve V12 (cc) değerlerinde Linak cihazı CK cihazı planlamalarına göre daha iyi sonuç vermiştir (p<0,05). MU değerleri açısından Linak planları istatistiksel olarak daha iyi sonuç vermiştir (p<0,05). MU değerlerinde ki bu fark tedavi sürelerinin de farklı olmasına neden olmuştur. Beyin dokusunun aldığı doz değerleri ve MU değerleri dikkate alındığında Linak cihazı planlamaları bu çalışma için CK cihazı planlamalarından daha iyi sonuç vermiştir. Elde edilen verilere göre bu çalışma sonucunda Linak cihazı planlamaları CK cihazı planlamalarında üstün olduğu görülmüştür.
Linak ve CK cihazları SRC tedavilerinde kullanılan cihazlardır. Çalışmamızda elde edilen cihazlar arası farklılıklar kullanılan yöntem ve hasta seçimleri ile ilgili olduğundan sadece bu çalışma sonuçlarına göre Linak verileri CK verilerine göre daha iyi bulunmuştur.

Abstract:
Stereotactic radiosurgery (SRC)  is used for the treatment of small diameters tumors. CyberKnife (CK) and Linear accelerators (Linac) are treatment systems which are widely used in management of solitary brain and  mutliple brain metastases using SRC.
The purpose of this study is to compare the CK and Linac treatment  plans in patients with multiple brain metastasis. We used single fraction and similar target coverage to identify the differences between CK and Linac based treatment plans. In this study, the number of brain metastasis differed between 3 to 8 in total number of 17 patients. In this study, the maximum critical organ doses and dose volume parameters were investigated for optical nerve, chiasm, cochlea, brainstem. We compared the volume of normal brain tissue which received 8, 10, 12 Gy dose levels and MU values. 
In this study, Linac plans were made using volumetric modulated arc treatment (VMAT) technique by using 6 MV, 6 FFF, 10 FFF energies. We have made either 3 or 4 arc VMAT plans for each energy and reached total number of 6 plans. Maximum critical organ doses, volume of normal brain tissue which received 8, 10 and 12 Gy dose levels, CI, GI, HI and MU were investigated in each plan. Different plans were compared by using statistical tests. However, we colud not find any significant diffenerce between 6 plans. We tried to find the best plan by scoring best results for each plan. Best plan was seleceted for each patient. We identifed 6 FFF plans as the best plan for 3 to 4 brain metastasis. If patients have more than 4 lesions, 6 MV and 6 FFF are comparable. We could not find any superiority of 10 FFF plans for all patients. We could not find any difference between for different number of arcs used. 
The best Linac plans were selected and compared with CK plans. Comparison between CK and Linac plans were significantly different in terms of critical organ doses however they found to be clinically acceptable. Normal brain tissue parameters like V8 (%), V8 (cc), V10 (%), V10 (cc), V12 (%) and V12 (cc) were found to be supeiror for Linac plans compared to CK (p <0,05). MU values, which shows the treatment time also found to be better for Linac plans (p<0,05). In terms of normal brain tissue dose parameters and MU values, Linac plans found to be superior compared  to CK plans. The results of this study have shown a better profile for Linac plans. 
CK and Linacsare used in management of brain metastasis by using SRC. The findings of this study is relevant for the patients seleceted for this study and results indicated the superior findings for Linac plans compared to CK plans.