Akciğer kanseri radyoterapi planlamasında pozitron emisyon tomografisi (PET)'nin yeri
Positron emission tomography (PET)'s place in lung cancer radiotherapy planning
Yazar: İBRAHİM BABALIOĞLU
Danışman: PROF. DR. ŞABAN ÇAKIR GÖKÇE
Ankara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2013
Konu: Onkoloji = Oncology ; Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Akciğer neoplazmları = Lung neoplasms ; Görüntü eşleme = Image matching ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Pozitron emisyon tomografi = Positron-emission tomography ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Tedavi = Treatment

Özet:
Amaç: Akciğer kanserli hastaların %50'sinden fazlası, hayatlarının bir döneminde radyoterapi (RT) almaktadır. Opere edilemeyen küçük hücreli dışı akciğer kanseri ve sınırlı evre küçük hücreli akciğer kanserinde yüksek doz RT'nin tedavideki yeri gösterilmiştir. Radyoterapide tümörün yok edilmesi sırasında normal doku ve organların fonksiyonlarının korunması ve radyasyona bağlı toksisitenin azaltılması amaçlanmaktadır. Üç boyutlu konformal radyoterapi ile amaçlanan tümöre yüksek doz ışın verebilmek ve minimal normal doku hasarı elde edebilmektedir. Bu nedenle ideal tedavi planının oluşturulması gerekmektedir.
Üç boyutlu konformal radyoterapi (3BKRT)'de tedavi planlaması bilgisayarlı tomografi (BT) görüntülerine dayanmaktadır. Ancak BT'den elde edilen veriler hedef belirlemesinde yeterli olamayabilmektedir. Son yıllarda PET-BT, akciğer kanseri radyoterapi planlamasında hedef belirlemede giderek artan bir şekilde kullanılmaktadır. PET-BT'nin sensitivite ve spesifisitesi, konvansiyonel BT veya diğer görüntüleme yöntemlerine göre daha fazladır. 
Bu çalışma; Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Radyasyon Onkolojisi Kliniği'nde Şubat 2009-Ocak 2012 tarihleri arasında üç boyutlu konformal radyoterapi uygulanmış 60 akciğer kanserli hastanın PET füzyon yapılarak oluşturulan radyoterapi planlarının, PET füzyon yapılmaksızın gerçekleştirilmiş olanlardan ne gibi farklılıklar gösterdiğini belirlemek amacıyla yapılmıştır.
Materyal ve Metod: 3BKRT uygulanmış 60 akciğer kanserli hastanın RT öncesi alınan bilgisayarlı tomografi simülasyon görüntüleri ile PET görüntüleri planlama programında üst üste çakıştırılmıştır. Füzyon işlemi yapıldıktan sonra her hasta için hedef volümler belirlenip normal dokular revize edilmiştir (PET ile belirlenen GTV akciğer dokusundan çıkarılmıştır). Buna göre yapılan planlardan elde edilen parametrelerin farklılık içerip içermediği incelenmiştir.
Bulgular: Çalışmada yer alan bireylerin %90'ını erkek hastalar oluşturmuştur. Hastaların yaş ortalaması 64.2'dir. Patolojik tanıya göre dağılımda  %51.6 ile skuamöz hücreli karsinom en sık görülen subtip olmuştur. Hastaların %83.3' ü evre III hastalığa sahiptir.
Çalışmada yer alan bireylerin %81,7'sinde RT öncesinde (bazal) mevcut olan PET kullanılmıştır. Geri kalan kısmında KT sonrası olan PET kullanılmıştır. PET ile RT başlaması arasındaki süre ortancası 26 gündür. Tedavi dozu ortancası 60 Gy' dir.
Hedef volümlerle ilgili olarak GTV-hacim ortancası (96,4 cm3 / 123,5 cm3), CTV-hacim ortancası (265,3 cm3 / 296,2 cm3) ve PTV-hacim ortancası (587,6 cm3 / 712,1 cm3); GTV-mean ortancası (63,2 Gy / 61,9 Gy), CTV-mean ortancası (63 Gy / 61,3 Gy) ve PTV-mean ortancası (62,2 Gy / 60,8 Gy); GTV-max ortancası (65,8 Gy / 64,3 Gy) ve CTV-mak ortancası (66 Gy / 64,9 Gy) PET kullanım durumuna göre anlamlı farklılık göstermektedir.  
Normal dokularla ilgili olarak MLD 16,1 Gy / 19,2 Gy, AC V20 %28,5 / %36; özefagus mean dozu 24,5 Gy / 32,9 Gy, maksimum dozu 59,8 Gy / 60 Gy, V50 %27,5 / %39,5, V55 %17,5 / %24, V60 %0 / %2; kalp mean dozu 17,7 Gy / 21,5 Gy, V40 %19,5 / %28; medulla spinalis maksimum dozu 41,6 Gy / 44.9 Gy olarak elde edilmiştir. Bu parametreler içinde özefagus maksimum dozu ve V60 dışındakilerde istatiksel olarak anlamlı farklılık görülmüştür.
Sonuç: Akciğer kanserinde diğer pek çok kanser çeşidinde olduğu gibi 3BKRT standart tedavi modalitesi olmuştur. Bu tedavi modalitesinde DVH parametrelerinin değerlendirilebiliyor olması, optimal RT tekniğini, volümü ve dozunu uygulamaya olanak sağlamaktadır. RT planlamasında hedef volüm belirlemesi, kritik noktaların başında gelmektedir. Planlama sürecinin sonunda hedef volümlere klinik gerekli doz verilirken normal dokuların mümkün olan en az dozu alması arzu edilmektedir. Çalışmamızda PET kullanılarak (füzyon) yapılan RT planlamaları sonucunda; anlamlı olarak hedef volümlerde hacim küçülmesi ve daha yüksek doz dağılımı oluşurken normal dokuların DVH parametrelerinde iyileşme olduğu görülmüştür. Bu veriler ışığında, günümüzün teknoloji imkanları ile, akciğer kanserinde PET kullanılarak optimal tedavi planlarının oluşturulabileceğini söylemek mümkündür.  

Anahtar Kelimeler: Akciğer kanseri, PET-BT, görüntü eşleştirmesi, hedef belirleme, radyoterapi planlaması

Abstract:
Objective: More than %50 of lung cancer patients would recieve radiotherapy (RT) at any time in their life period. The role of high dose RT, in inoperable non-small cell and limited stage small cell lung cancers has been shown. During the destruction of the tumor, protection of normal tissues and radiation induced organ disfunctions are intented to reduce in radiotherapy. The purpose of three-dimensional conformal radiotherapy is to minimize normal tissue damage while high dose can be delivered onto the tumor. For this reason, the ideal treatment plan must be established.
In three dimensional conformal radiotherapy (3DCRT), treatment planning is based on computed tomography (CT) images. However, the data obtained from CT may not be sufficient in target delination. In recent years, PET-CT is increasingly being used for lung cancer raditherapy planning in target delination. The sensitivity and specificity of PET-CT are more than conventional CT and other imaging methods.
The purpose of this study is to show the differences between the RT plans which were done with PET fusion or not in 60  lung cancer patients whom take 3DCRT between February 2009-January 2012 in Ankara University Faculty of Medicine Department of Radiation Oncology.
Materials and Methods: Sixty lung cancer patients', who were treated with 3DCRT, CT simulation images (which were done before RT) registrated with PET images on the planning program. After the fusion process for each patient target volumes were determined and normal tissues were revised (GTV, determined by PET, was excluded from lung tissue). The parameters obtained from these plans were examined whether they include any difference or not.
Results: Ninety percent of the patients were male in this study. The average age of patients was 62.4 years old. Squamous cell carcinoma was the most common subtype with %51.6. Most of the patients (%83.3) have stage III disease. In %81.7 of the patients, PET before any treatment (baseline) were used. In the others remaining, PET which were done after chemotherapy were used. The median time between PET and RT starting is 26 days. The median dose of the treatment is 60 Gy.
About the target volumes: median volume values of GTV (96.4 cm3 / 123.5 cm3), CTV (265.3 cm3 / 296.2 cm3) and PTV (587.6 cm3 / 712.1 cm3); median mean dose values of GTV (63.2 Gy / 61.9 Gy), CTV (63 Gy / 61.3 Gy) and PTV (62.2 Gy / 60.8 Gy);  median maximum dose values of GTV (65.8 Gy / 64.3 Gy) and CTV (66 Gy / 64.9 Gy) were significantly different according to the using of PET.
About the normal tissues: in the median values of MLD (16.1 Gy / 19.2 Gy), lung V20 (%28.5 / %36); mean dose of esophagus (24.5 Gy / 32.9 Gy), maximum dose of esophagus (59.8 Gy / 60 Gy), V50 (%27.5 / %39.5), V55 (%17.5 / %24), V60 (%0 / %2); mean dose of heart (17.7 Gy / 21.5 Gy), V40 (%19.5 / %28); maximum dose of medulla spinalis (41.6 Gy / 44.9 Gy) were obtained. Within these parameters there were statistically significant difference except in maximum dose of esophagus and V60.
Conclusion: 3DCRT has been standart therapy modality for lung cancer such as many other types of cancer. In this treatment modality, possibility of DVH evaluation, allows for the optimal RT technique, volumes and doses. Definition of target volume is one of the main steps in RT planning. It is desirable for normal tissues to take the possible lowest dose while the target volumes achieving the required dose. In our study, we observed decreased target volumes and higher dose distrubutions (for target volumes) in PET registrated RT plans. According to these data, with today's technology facilities, it is possible to say that optimal RT plans can be formed for lung cancer by using PET registration.

Key Words: Lung cancer, PET-CT, image fusion, target definition, radiotherapy planning