6 mv yüksek enerjili fotonlarda iki tedavi planlama sisteminin doz hesaplama algoritmalarının karşılaştırılması
Comparison of dose calculation algorithms for two treatment planning systems in 6 mv high energy photon beams
Yazar: KERİME KAYACAN
Danışman: PROF. DR. HATİCE BİLGE
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Temel Onkoloji Ana Bilim Dalı / Tıbbi Radyofizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Onkoloji = Oncology
Dizin: Algoritmalar = Algorithms ; Doz-cevap ilişkisi-radyasyon = Dose-response relationship-radiation ; Foton = Photon ; Radyometri = Radiometry ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Tedavi = Treatment ; X ışını = X ray ; İyon odası = Ionization chamber

Özet:
Modern tedavi planlama sistemleri, çeşitli doz algoritmalarını ve CT kesitlerinden elde edilen bilgileri kullanarak dozu hesaplayabilmektedir. TPS'lerde bulunan çeşitli doz algoritmaları CT kesitlerinden elde edilen elektron yoğunluk değerlerini kendine özgü düzeltme faktörlerini kullanarak doz hesabı yapmaktadır. TPS'nin doz hesaplama algoritması kullanılırken sistemin kullanıcı manuelinde tanımlanan yöntemlere göre ışın bilgileri sisteme girilir. TPS'nin doğruluğu, radyoterapide güvenli ve etkili tedavinin temel prensibidir.Kliniğimizde CMS XiO ve Eclipse tedavi planlama sistemleri kullanılmaktadır. CMS XiO TPS'de kullanılan doz hesaplama algoritmaları; FFT Convolution, Clarkson, Superposition ve Fast Superposition`dır. Eclipse TPS'de kullanılan doz hesaplama algoritmaları; Anisotropic Analytical Algorithm (AAA) ve Pencil Beam Convolution (PBC) dır. Bu çalışmada kliniğimizde bulunan Varian Clinac lineer hızlandırıcısına ait dozimetrik parametreler ölçülüp, CMS XiO planlama sistemine yüklenmiştir. Kare ve dikdörtgen alanlarda planlar hazırlanarak, farmer tipi iyon odası ile su eş değeri katı fantomda merkezi eksen dozları ölçülmüştür. TPS'de hesaplanan dozlarla ölçülen dozlar arasındaki farklar belirlenip istatiksel analiz yapılarak iki tedavi planlama sisteminin doz hesaplama algoritmaları karşılaştırılmıştır.CMS XiO ve Eclipse TPS'de kare ve dikdörtgen alanlar için ölçülen ve hesaplanan dozlar arasındaki farklar kabul kriteri %2 içerisinde çıkmıştır. Kare ve dikdörtgen alanlarda hesaplanan ve ölçülen dozlar arasındaki farkların CMS XiO TPS'de Eclipse TPS'ne göre üç derinlikte de daha az olduğu görülmüştür. Kare alanlarda 1,5 cm ve 5 cm derinliklerindeki farklar anlamlı değil iken, 10 cm derinliğindeki fark anlamlıdır. Dikdörtgen alanlarda 5 cm derinliğindeki farklar anlamlı değil iken 1,5 cm ve 10 cm derinliklerindeki farklar anlamlıdır. Tedavi cihazı planlama sistemine tanıtılırken CMS XiO TPS'ye sadece kare alan verileri girildiği halde, FFT Convolution algoritması hem kare hem de dikdörtgen alanlarda ölçülen doz değerlerine daha yakın hesaplama yapmaktadır.

Abstract:
Modern treatment planning systems can calculate the dose by using dose algorithms and the datas from CT scans.Various dose algorithms in TPSs calculate the dose by using correction factors and electron density values from CT scans. Commissioning of dose calculation algorithms of a TPS is generally performed: by entering basic beam data into the system according to the methods and requirements described in the user?s manual of the system. The accuracy of the TPS is the main principle of safe and effective treatment in the radiation theraphy.CMS XiO and Eclipse TPSs are used in our clinic. Dose calculation algorithms used in CMS XiO TPS are FFT Convolution, Clarkson, Superposition and Fast superposition. Dose calculation algorithms used in Eclipse TPS are Anisotropic Analytical Algorithm (AAA) and Pencil Beam Convolution. In this study, Varian Clinac Linear accelerator's dosimetric parameters were measured and loaded to CMS XiO TPSs. Plans were prepared for square and rectangular fields in CMS XiO and Eclipse TPSs and central axis doses were measured by using farmer type ionization chamber onto solid water phantom. Dose calculation algorithms of two TPSs were compared statistical by determining the differences between calculated dose values and measurement dose values.In CMS XiO and Eclipse TPSs, differences between calculated and measured doses were comformable for %2 acceptance criteria. In CMS XiO TPS dose differences are lesser than Eclipse TPS both square and rectangular fields for three depths. In square fields, dose differences were found meanless for 1,5 cm and 5 cm depths and meaningful for 10 cm depth. In rectangular fields, dose differences were found meanless for 5 cm depth and meaningful for 1,5 cm and 10 cm depths. Although, square field datas were entered to CMS TPS when the treatment machine is introduced to the planning system, FFT Convolution algorithm calculates the dose closer to measured dose both of square and rectangular fields.