Küçük hacimli beyin metastazlarında robotik radyocerrahi ve yoğunluk ayarlı volümetrik ark radyoterapi tekniklerinin plan kalitelerinin karşılaştırılması
A comparison of robotic radiosurgery (cyberknife) and volumetric modulated arc therapy (VMAT) for small brain metastases
Yazar: POUYAN SHARAFUDDIN
Danışman: PROF. DR. HATİCE BİLGE BECERİR
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Temel Onkoloji Ana Bilim Dalı / Sağlık Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Beyin hastalıkları = Brain diseases ; Beyin neoplazmları = Brain neoplasms ; Neoplazm metastazları = Neoplasm metastasis ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Radyocerrahi = Radiosurgery ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Radyoterapi-yoğunluk ayarlı = Radiotherapy-intensity-modulated ; Robotik cerrahi işlemleri = Robotic surgical procedures

Özet:
Beyin metastazları meme, akciğer kanserlerinde başta olmak üzere bir çok tümörlerde görülmektedir. Beyin metastazların ışınlanması, küçük radyasyon alanlarının kullanıldığı tekniklerle yapılmaktadır.
Bu çalışmanın amacı, İstanbul Üniversitesi Onkoloji Enstitüsü'nde tedavi olmuş 10 beyin metastazı hastasının CyberKnife (CK) ve volümetrik ark radyoterapi teknikleri (VMAT) ile hazırlanmış tedavi planlarının birbirine göre zayıf ve güçlü yönlerinin ortaya çıkarılmasıdır.
Bu çalışmada, 6 hastada tümör kritik organlardan uzak ve 4 hastada tümör kritik organlara yakın olmak üzere 10 hasta seçilmiştir ve MultiPlan 5.4 Tedavi Planlama Sistemi (TPS) ile Cyberknife ve Eclipse v15.6 TPS ile VMAT planları hazırlanmıştır. Tedavi planları hedef hacim dozları için konformite indeksi (CI), gradyent indeksi (GI), homejenite indeksi (HI) değerleri ile karşılaştırılmıştır. Kritik organ dozları  TG101 doz sınırlama kriterlerine göre karşılaştırılılmıştır. Karşılaştırmada kullanılacak parametreler tedavi planı sonucu oluşturulan Doz-Volüm histogramı (DVH)'ndan elde edilmiştir. Elde edilen sonuçların değerlendirmeleri, ortalama değerler üzerinden yapılmıştr. 
Her iki teknik ile elde edilen planlar karşılaştırıldığında, kritik organdan uzak tümörlerde VMAT planlarında CI ve HI daha iyi iken CK planlarında GI daha iyidir. Kritik organa yakın olan tümörlerde ise teknikler arasında anlamlı bir fark bulunamamıştır. Kritik organ dozları karşılaştırıldığında değerler her iki teknik için benzerdir. Beyin nekrozunda önemli olan V12Gy hacmi kritik organa yakın tümörlerde CK tekniğinde daha az iken, 1 cc beyin dokusunun aldığı doz VMAT tekniğinde daha düşüktür. Kritik organa yakın tümörlerde her iki teknik arasında anlamlı bir fark bulunmamıştır.
Çalışmanın sonucu her iki tekniğin de uygun olduğu, değerlendirme parametrelerine sahip olduğunu, düşük doz alan hacmin CK tekniğinde daha iyi olmakla beraber MU değerlerinin çok yüksek olduğunu göstermiştir.

Abstract:
Brain metastases is observed in many primary cancers especially in breast and lung cancer. Brain metastases radiation therapy is applied using small field radiation therapy techniques.  
The purpose of this project is to make a comparison between treatment plans of SRS (Cyberknife) and volumetric modulated arc therapy (VMAT) of 10 patients of Istanbul University Oncology Institute, who have finished their treatment and comparison of pozitive and negative sides of each method. 
In this study, 10 patients are chosen, 6 of which have their tumor far from OAR and 4 of which have their tumor close to OAR. The Cyberknife and VMAT plans are prepared by MultiPlan 4.5.3 and Eclipse v16.1 treatment planning systems accordingly. The compared parameters for target volum does are conformity index (CI), gradient index (GI) and homojgeneity index (HI). The doses of organs at risk are compared according to TG101 dose constraints.The parameters in this comparison are recorded from Dose-Volume Histogram (DVH) of the plans. The observed results are analyzed upon the average values. 
In comparison of the plans prepared by both methods, although the CI and HI are better for VMAT method in patients with tumor far from OAR, GI is better in CK method for the same patients. There is no expressive difference found between the CK and VMAT plans of patients with tumors close to OAR. In comparison of OAR doses, the doses received by OAR are pretty similar in both methods. The 12 Gy isodose volume (V12Gy) which is very important for necrosis is smaller in CK plans of patient with tumors close to OAR according to those of VMAT, however the dose received by 1 cc of normal brain tissue is less in VMAT plans in these patients. No significant difference is observed in doses received by OAR between the two methods. 
As a result, this study shows that both methods have advantageous parameters, the volumes receiving low dose are better in CK, and MU in CK are much higher than MU of VMAT plans.