Yüksek enerjili fotonlarla yapılan radyoterapide metal implantların tedavi dozuna etkileri /
Yazar: TÜLAY ERCAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. GÖNÜL KEMİKLER
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Temel Onkoloji Ana Bilim Dalı / Tıbbi Radyofizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1994
Konu: Onkoloji = Oncology ; Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Protezler ve implantlar = Prostheses and implants ; Protezler ve implantlar = Prostheses and implants ; Radyasyon = Radiation ; Radyoterapi = Radiotherapy

Özet:
Pelviste yerleşimli malign bir hastalığın yanında, kalça protezi bulunan hastada yüksek enerjili ışınlarla yapılan radyoterapide protezin tedavi volümünde meydana getireceği doz inhomojenitesi kaçınılmaz bir gerçektir. Çalışmamızda; 9 adet kalça protezinin Co-60 gamma ışını ve 8MV foton ışınlarında, dozda meydana getirdiği değişiklik incelendi. Sonuçta; içi dolu titanyum ve paslanmaz çelik protezlerin arkasında farklı düzlem lerde alınan ölçümlerden hesaplanan maksimum azalma ve azalma oranlarının değerle rinin büyük bir değişim göstermediği görüldü. İçi boş paslanmaz çelik protezlerde ise, hesaplanan maksimum azalma ve azalma oranları; protezin kafası arkasındaki düzlemde elde dilen sonuçlar ile protezin gövdesi- nide içine alan düzlemde elde edilen sonuçlar arasında büyük bir farklılık gözlendi. Her bir protez için hesaplanan ve tablo şeklinde sunulan maksimum azalma ve azalma oranlarının; inhomojenite düzeltmesi yapan tedavi planlama bilgisayarına sahip olmayan kliniklerde klinisyene kolaylık sağlayacağı düşünülmektedir. Protezi içine alan tedavi alanının büyüklüğüne bağlı olarak dozdaki değişim; 8MV foton huzmeleri için (%0.2-%0.7), Co-60 ışınlarından (%0.6-%1.6) daha az bulunmuştur. Protezin arkasında; derinlikle dozdaki azalma yüksek enerjili ışınlarda,Co-60 ışınlarına göre daha az olmaktadır. Bu sebepten bu vakaların tedavisinde, kalça prote zinin tedavi alanı içerisine girmesi durumunda daha yüksek enerjili ışınların seçilmesi faydalı olacaktır.62 Titanyum ve paslanmaz çelik protezlerin kafaları arkasında su fantomunda iyon odası kullanılarak alınan protezli ve protezsiz dozların oranı ölçülmüş ve sonuçta; içi boş paslanmaz çelik protezin, dozda meydana getirdiği değişikliğin (protezli dozun protezsiz doza oranı) Ve yakın olduğu görülmüştür. İçi dolu protezler için, paslanmaz çelik protezin dozda meydana getirdiği değişiklik, titanyum protezin meydana getirdiği değişiklikten daha fazla bulunmuştur (Co-60 için %17.5, 8MV foton huzmesi için %19.0). Bu nedenle titanyum protez, kullanım için bir tercih sebebi olmalıdır. TLD ile yapılan kontakt doz ölçümlerinde; tüm protezler için, protezin ön yüzeyin deki doz artışı 8MV foton huzmeleri için, Co-60 ışınlarından daha fazla bulunmuştur. Protezlerin arka yüzeyinde; dozdaki azalmanın her iki enerjide titanyum protez için daha düşük olduğu gözlenmiştir. Çapı 58 mm olan içi boş paslanmaz çelik protezde ise arka yüzey dozunda artış görülmüştür.Bu sonuç, yeniden build-up oluşumunu göstermekte dir. Protez arkasında TAR metodu ile hesaplanan derin doz yüzde değerlerinin, Nuc- letron tedavi planlama bilgisayarı verileri ile karşılaştırılmasında uyumlu sonuçlar elde edildi (0.97-1.045). Su fantomunda elde edilen profil eğrileri ile, tedavi planlama bilgisayarından elde edilen profil eğrileri karşılaştırıldı, sonuçta; Co-60 ışını için titanyum ve paslanmaz çelik protezde %2 lik bir fark bulundu. 8MV foton huzmesi için titanyum protezde fark %2, paslanmaz çelik protezde ise %4 fark bulundu.Bunun sonucunda; içi dolu paslanmaz çelik protezle 8MV foton huzmesinde yapılan ışınlamada tedavi planlamasında elde edilen yüzde derin doz değerine %4 lük bir ilave yapılması ile doğru sonuca varılabileceği düşünülmektedir. Mesane ve prostat Ca olgularının örnek olarak verildiği tedavi planlamalarında in- homojenite düzeltmesi yapıldığında tedavi volümündeki dozda farklılıkların ortaya çıktığı görülmüştür. özet olarak; yüksek enerjili fotonlarla yapılan radyoterapide metal implantlarm tedavi volümünü gölgelemesi önlenemiyorsa, öncelikle bu implantlarm yapıldıkları63 malzemenin cinsi, elektron yoğunluğu implantm geometrik şeklinin bilinmesi gerekir. Protezlerin iç yapısı hakkında radyolojik tetkiklerle bilgi edilmesi mümkün değildir. Radyoterapi sırasında çekilen port filmlerle protezin iç yapısı hakkında bilgi edinilebi- linir. Bu sebepten ortopedik sorunu olan ve kalça protezi takılması düşünülen hastaların dosyalarına operasyon sırasında kullanılan protez malzemesinin cinsi, çapı, içinin boş olup olmadığı kaydedilmelidir. Böyle bir operasyon geçirmiş bir hastanın, daha sonra malign bir hastalık nedeniyle yapılacak radyoterapisinde, bu protezlerin tedavi volümünü gölgelemesinin önüne geçilmediği durumlarda, bu protez bilgileri tedavi planlamasına yar dımcı olacaktır. Yapılan çalışmada; düşük elektron yoğunluklu titanyum protezlerin paslanmaz çelik protezlere göre her iki ışın enerjisinde, dozda daha az değişmeye neden olmaları ve aşınma veya çatlama açısından daha dayanıklı olmaları nedeniyle, kullanımda öncelikle tercih edilmelidir. İçi boş paslanmaz çelik protezler, içi dolu paslanmaz çelik protezlere oranla protezin kafasının arkasındaki dozda daha az değişikliğe sebep olmalarına karşın protezin gövde bölgesinin arkasındaki büyük doz değişikliği göz önünde tutulmalıdır. Yüksek enerjili fotonlarla yapılan radyoterapide; protez arkasındaki doz değişimi Co-60 ışınlarına göre daha az olduğundan, radyasyon onkologları tarafından bu hasta ların tedavisinde yüksek enerjili ışınlar tercih edilmelidir. Protezi olan hastalarda tedavi volümü, ön-arka alandan ışınlamalarla yapılmalı, protezin tedavi volümünü gölgeleyeceği lateral alan ışınlamalardan kaçınılmalıdır.Bunun mümkün olmadığı durumlarda ise Y-şekilli üç alan, 4 alan veya daha fazla alanlardan ışınlamaya yönelmenin faydalı olacağı düşünülmektedir. Protezlerin tedavi volümünü gölgelemesinden kaçımlmadığı zaman ise, tedavi planla masının inhomojenitediizeltmesiyapılarakdeğerlendirilmesi gerektiği düşüncesindeyiz. Bu konuda; Radyasyon Onkoloğu, Fizikçi ve Ortopedistler arasında sağlıklı bilgi alışveri şinin tedavideki başarıyı arttıracağı görüşündeyiz.

Abstract:
Radiotherapy treatment of patients having a hip prosthesis is a common problem facing physicists when the treatment plan requires irradiation of the pelvic area. To quantify the perturbation of these devices, attenuation studies were done with Co-60 gamma rays and 8 MV photon beams using various hip prosthesis models with varying size and composition. The perturbation caused by the hip prosthesis is significant for all cases studied and the treatment plan should consider this effect. A maximum attenuation of 70% was found for along the stem of the stainless-steal prosthesis. Since this occurs in relatively small regions under the prosthesis, the index of perturbation was defined and calculated for the prosthesis studied. This index, which represents the average attenuation of the prosthesis, varies from 5.6 to 31.6 % for the prosthesis and energies studied. The index and the maximum attenuation should provide enough clinical information to aid the clinician to assess a treatment plan, even when no capability for inhomogenity correction is available. It was also found that the algorithm used in the Nucletron external treatment planning programme may be used to predict the dose distribution under a femoral hip prosthesis for Co-60 and 8 MV photon beams within acceptable uncertainty, assuming the geometry and metallic alloy and electron density relative to water are known.65 Measurements also indicate a strong backscatter dose enhancement close to the prosthesis at all energies. All these effects should be carefully considered, when treatment plans are prepared for a patient with such a prosthesis and every effort made to plan the fields around it. Consequently, the weighting of the anterior and posterior beams was increased and the lateral contribution was decreased. The degree of modification will depend on the type of alloy used in the artificial hip, its cross-sectional thickness and on its location with respect to the target volume. If it is not possible to avoid the structure, its significance should be minimized by the use of multiple fields. The optimum choice of energy should be made with a probable preference for higher energy beams. It is clear that heterogenity corrections should be made to account for the presence of hip prosthesis in treated fields. We believe that quality of treatment depends mostly on the experience of the whole staff, on good cooperation between radiotherapists, physicist and orthopedist.