Prostat kanserlerinde farklı yoğunluk ayarlı radyoterapi planları için gama analizlerinin karşılaştırılması
Comparison of gama analysis for different identity modulated radiotherapy plans in prostate cancer
Yazar: GÖKÇEN İNAN
Danışman: PROF. DR. RIZA OĞUL
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine

Özet:
Radyasyon tedavisinde istenilen dozu hedef hacme doğru bir şekilde vermek çok önemlidir. Yoğunluk ayarlı radyasyon tedavisi (YART), kalite kontrol açısından daha karmaşıktır ve ayrıntılı iki boyutlu dozimetrik doğrulama gerektirir. YART tekniğinin karmaşıklığından dolayı hastaya özgü tedavi öncesi kalite kontrollerinin yapılması YART tedavisinin en önemli aşamalarından biridir. Hesaplanan ve ölçülen doz arasındaki değerlendirme, YART teadvisinin kalite güvencesinde önemli bir rol oynar. Klinik tedavilerin artan karmaşıklığı, daha doğru doz doğrulama süreçleri ve sistemlerine duyulan ihtiyacı arttırmaktadır. Kalite kontroller tedavi planlama sisteminde (TPS) modellenen doz dağılımının, ölçülen doz dağılımıyla benzerliği analiz edilerek yapılır. 
Bu çalışmanın amacı, radyoterapi tedavi planlarının doz doğrulaması için Portal dozimetri, Epiqa ve 2-D Array dedektörü kullanarak gama analizlerini karşılaştırmaktır. Ters planlama tekniğiyle yapılan 20 tane prostat kanseri hastası için 2 farklı tedavi planları, optimizasyon işleminden sonra doz dağılımları Anizotropik Analitik Algoritması'yla (AAA) hesaplanmış ve kalite kontrol planları yaratılmıştır. Tedavi planları TPS'de Eclipse 15.1 sürümü kullanılarak oluşturulmuştur. Tüm ölçümler Varian DHX lineer hızlandırıcısına entegre edilmiş bir aS500  ve 2-D Array  ile yapılmıştır.  Doz dağılımı, doz uyumu ve anlaşma parametrelerine uzaklık için farklı γ kriterleri (%2/2 mm ve %3/3 mm) kullanılarak oluşturulan gama alanı histogramları (GAH) ile değerlendirilmiştir. 40 YART planının ortalama geçiş oranı, %2/2 mm ve % 3/3 mm olan tüm cihazlar için % 95'in üzerinde bulunmuştur.  %2/2 mm ve %3/3 mm kriterleri için, portal dozimetride gama analizinin geçiş oranları, epiqa ve 2-D Array sisteminden daha yüksek bulunmuştur. İstatistiksel analizler Mann Whitney Test ve Kruskall-Wallis Test kullanılarak değerlendirilmiş ve p<0,01 değeri anlamlı kabul edilmiştir. 
Çalışmamızda analiz sonucundaki farklılıkların ölçüm sistemleri ve bu sistemlere ait yazılımların farklılılarından meydana geldiği düşünülmektedir. Sonuç olarak her üç sistem hastaya özgü kalite kontrol için kullanılabilmektedir. Bu çalışmada bulduğumuz değerlerin literatürdeki benzer çalışmalarla uyumlu olduğu gözlenmiştir.

Abstract:
It is very important to deliver the desired dose to the target volume accurately in radiation treatment.  IMRT is more complex in terms of quality assurance and requires detailed two-dimensional dosimetric verification. Because of the high complexity of IMRT patient-specific pretreatment quality assurance (QA) is generally considered a necessary pre-requisite to patient treatment. The evaluation between calculated and measured dose plays an important role in the quality assurance of IMRT. The increasing complexity of clinical treatments raises the need for more accurate dose verification procedures and systems. The quality control is done by analysing of similarity between dose distribution modelled in treatment planning system (TPS) and measured dose distribution. 
The aim of this study was to compare gamma analysis by using Electronic Portal Imaging Device (Epid), Epiqa and 2-D Array detector for dose verification of radiotherapy treatment plans. Following the optimization process, dose distribution of 20 plans (prostate) done by inverse planning technique is calculated by Anisotropic Analytical Algorithm (AAA), and quality control plans were created. The treatment plans were created using treatment planning system (TPS) version 15.1. All measurents were performed by aS500 Epid integrated into Varian DHX linear accelerator, and 2-D Array detector. The dose distribution was evaluated with gamma area histograms (GAHs) generated using different γ criteria (%2/2 mm and %3/3 mm) for dose agreement and distance to agreement parameters. The average pass rate for 20 IMRT plans was above to %95 for all devices with %2/2 mm and %3/3 mm. For the %2/2 mm and %3/3 mm criteria, the passing rates of gamma analysis for the Epid system were higher than those of epiqa and 2-D Array. Statistical analyses were evaluated by using Mann Whitney Test and Kruskall-Wallis Test and p value of p <0.01 was considered to be significant. 
In our study, it is thought that the differences in the results of the analysis consist of differences in measurement systems and software of these systems. As a result, all three systems can be used for patient-based QA. We observed that the obtained values in this study are in consistent with the results in the literature.