T1 glottik larinks kanserlerde 3 boyutlu konformal radyoterapi, yoğunluk ayarlı radyoterapi ve volümetrik ark tedavilerinin karotis interna dozları açısından karşılaştırılması
Comparison of 3-d conformal radiotherapy, intensity-modulated radiotherapy and volumetric arc therapies in terms of internal carotid artery doses in T1 glottic larynx cancers
Yazar: FEYZA SAVAŞ AKBULUT
Danışman: PROF. DR. VUSLAT YÜRÜT ÇALOĞLU
Trakya Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sağlık Fiziği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Karotis arteri-internal = Carotid artery-internal ; Karotis arterleri = Carotid arteries ; Laringeal neoplazmlar = Laryngeal neoplasms ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Radyoterapi-yoğunluk ayarlı = Radiotherapy-intensity-modulated

Özet:
Erken evre glottik larenks kanserinin standart tedavisi ses koruyucu cerrahi ya da definitif  radyoterapi (RT)'dir. Uygulanan RT'de larenksin iki yanında yakın komşulukta bulunan karotis arterlerinin aldığı dozun neden olabileceği atero-skleroz, stenoz ve geç dönemde bunlara bağlı gelişebilecek serrebro-vasküler olaylar ve inmeler, geri dönülemez nörolojik defisitlere yol açabildiği gibi, hayati tehlike de oluşturabilmektedir. 
Çalışmamızda farklı RT teknikleri ile hedef hacimde (PTV) aynı tedavi dozu (66Gy/33fr) uygulanırken, karotis arterlerinde ve larenkse komşu diğer kritik yapılarda oluşan dozlar karşılaştırıldı. Bu amaçla Evre I glottik larenks kanser tanısı nedeniyle daha önce VMAT tekniği ile tedavi edilen 15 hastanın BT-sim görüntüleri retrospektif olarak kullanıldı. Her hasta için yeniden PTV ve risk altındaki organ (RAO) konturlamaları yapılarak, 3 ayrı teknik ile (3BKRT, IMRT ve VMAT) tedavi planları oluşturuldu.  PTV'nin %95'inin 62.70 Gy alması için her 3 teknikte benzer şekilde normalizasyon yapıldı. RAO'ların (karotis arterleri, omurilik, tiroid bezi ve submandibüler tükrük bezleri) minimum dozda kalması için tüm planlar optimize edildi. Her plan için doz-hacim histogramlarından (DVH) faydalanılarak önce PTV'lerde D98, D5, D2 değerleri; bunun yanında konformite numarası (CN) ve heterojenite indeks (Hİ) parametreleri karşılaştırıldı. Ayrıca karotis arterler için Dort, Dmin, Dmaks, V35, V50 değerleri, seri organ olan omurilik için Dmaks, paralel organlar tiroid bezi ve submandibüler tükrük bezleri için ise Dort değerleri karşılaştırıldı. Planlar arasında düşük doz ışınlamasına maruz kalan normal doku hacimleri (V2Gy, V10Gy, V20Gy) karşılaştırıldı. Buna ek olarak toplam 45 planın hepsinde toplam MU değerleri ve tedavi süreleri de değerlendirildi. PTV  için değerlendirilen parametreler arasında Dort, D5, D2 değerleri IMRT ve VMAT tekniklerinde, 3BKRT'den anlamlı üstün bulunmuştur. D98 değerleri arasında ise 3 teknik arasında anlamlı farklılık bulunmamıştır. VMAT karotis arterlerin aldığı dozu, diğer iki planlama tekniğine göre anlamlı ölçüde azaltmıştır. Omurilik Dmaks dozu açısından 3BKRT en düşük değerlere sahiptir ve VMAT omurilik Dmaks dozları kısıtlama dozunun altında kalmış olsa da, 3BKRT tekniğine göre anlamlı olarak yüksek bulunmuştur. Tiroid bezi Dort değerleri ise 3BKRT tekniğinde, diğer iki teknikten anlamlı ölçüde yüksek bulunmuştur. Ancak düşük doz alan normal doku hacmi, VMAT ve IMRT'de 3BKRT'den daha yüksek bulunmuştur. 
Sonuç olarak CN ve Hİ açısından VMAT ve IMRT, 3BKRT'ye göre daha avantajlıdır. Ayrıca en kritik RAO olan karotis atrerlerinde ve omurilik dışında tüm RAO'larda en iyi korumayı VMAT ve daha sonra IMRT sağlamaktadır. Tedavi süreleri açısından 3BKRT ve VMAT, IMRT'ye göre daha avantajlıdır. Daha iyi bir CN elde etmek için 2 tam ark kullanmış olduğumuzdan, VMAT MU değerleri diğer 2 teknikten daha yüksek bulunmuştur.

Abstract:
The standard treatment for early stage glottic laryngeal cancer is voice conservative surgery or definitive radiotherapy (RT). The dose received by carotid arteries situated in contiguity of larynx may cause atherosclerosis, stenosis, and related late serrebro-vascular events and strokes which may in return induce irreversible neurological deficits and life-threatening complications.
In our study, the doses of carotid arteries and other critical structures adjacent to larynx were compared while administering the same treatment dose (66Gy/33fr) to the target volume (PTV) with different RT techniques. For this purpose, CT-sim images of 15 patients who were previously treated with VMAT technique for stage I glottic laryngeal cancer were retrospectively selected. PTV and organ at-risk (OAR) contouring were re-established for each patient, and treatment planning were performed with 3 different RT techniques (3DCRT, IMRT and VMAT). Similar normalization was applied in all 3 techniques so that 95% of PTV received 62.70 Gy. All plans are optimized in order to maintain a minimum dose of OARs (carotid arteries, spinal cord, thyroid gland and submandibular salivary glands). D98, D5, D2 values of PTVs were compared using dose-volume histograms (DVH) for each plan, as well as conformity number (CN) and heterogeneity index (HI) parameters. Dmean, Dmin, Dmax, V35Gy, V50Gy values for carotid arteries, Dmax for spinal cord as a serial organ, Dmean for thyroid gland and submandibular salivary glands as parallel organs, are also compared. Normal tissue volumes exposed to low dose irradiation (V2Gy, V10Gy, V20Gy) were also compared between plans. Additionally, total MU values and duration of treatment were evaluated in all 45 plans. Among the parameters evaluated for PTV, Dmean, D5, D2 values were significantly superior in IMRT and VMAT techniques compared to 3DCRT. But there was no significant difference between three techniques for D98 values. VMAT significantly reduced the dose of carotid arteries compared to other two planning techniques. Spinal cord Dmax dose has the lowest values in 3DCRT. VMAT spinal cord Dmax dose was significantly higher than 3DCRT technique, even though it remained below the restriction dose. Thyroid gland Dmean values were significantly higher in 3DCRT technique than the other two techniques. However, normal tissue volume exposed to low dose irradiation was higher in VMAT and IMRT than 3DCRT. 
In conclusion, VMAT and IMRT techniques are advantageous than 3BKRT in terms of CN and HI. In addition, VMAT followed by IMRT provide the best protection in carotid arteries which are the most critical RAOs, as well as in all RAOs except spinal cord. In terms of treatment times, 3DCRT and VMAT are advantageous than IMRT. VMAT MU values are higher than the other 2 techniques since we used 2 full arcs to obtain a better CN.