Stereotaktik radyocerrahi ışınlamalarda inhomojenitenin doz dağılımına etkisinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, Eclipse tedavi planlama sisteminde (TPS) (Varian, Palo Alto, the USA) kullanılan AcurosXB (AXB) ve Analytical Anisotropic Algorithm (AAA) algoritmalarının küçük alanlar için hesaplama doğruluğu ev yapımı homojen ve heterojen fantomlarda için Gafkromik EBT3 film kullanılarak araştırıldı. Eclipse TPS'de gantri, kolimatör açıları 0°'de 6 FFF, 6 MV, 10 FFF, 10 MV, 15 MV enerjilerinde 1x1, 2x2 ve 3x3 cm2 alanlarda AAA ve AXB algoritmaları kullanılarak planlar oluşturuldu ve Truebeam STx lineer hızlandırıcı cihazında ışınlamalar yapıldı. Homojen fantom için yüzde derin doz (PDD) ve profil ölçümleri, heterojen fantom için ise PDD ölçümleri yapıldı. PDD ölçümlerinde, Gafkromik EBT3 filmler, merkezi eksene paralel olacak şekilde, dik yerleştirilen slab fantomların tam ortasına konuldu. Profil ölçümlerinde, Gafkromik EBT3 filmler, dmaks ve 5 cm derinliklerinde, merkezi eksene dik olacak şekilde, slab fantomların arasına yerleştirildi. Homojen fantomlarda alınan PDD ve profil ölçümleri, AAA ve AXB algoritmalarının hesaplamaları ile karşılaştırıldığında, ortalama doz değerleri arasındaki fark ±%4 içerisinde bulundu. Heterojen fantomlarda alınan PDD ölçümlerinde ise her iki algoritma ile yapılan karşılaştırmalarda en büyük fark AAA algoritmasında, 15 MV'de, 1x1 cm2 alanda, akciğer-kemik-akciğer-doku heterojen fantomunda %8 olarak gözlemlendi. AXB algoritması hesaplaması ile ölçümler arasındaki en büyük fark 10 MV ve 15 MV'de, 1x1 cm2 alanda, doku–akciğer–doku fantomunda %5 olarak görülmüştür. Stereotaktik radyocerrahi (SRS) tedavilerinde kullanılan küçük alanların Eclipse TPS hesap algoritmaları olan AXB ve AAA için dozimetrik doğruluğu bu çalışma ile yapılmış ve sonuç olarak, homojen ve heterojen alanların doz hesabının AXB algoritması tarafından daha doğru hesaplandığı gözlemlenmiştir.

In this study, the accuracy of two commonly used algorithms, AcurosXB (AXB) and Analytical Anisotropic Algorithm (AAA) in Eclipse treatment planning system (TPS) (Varian, Palo Alto, the USA), were evaluated in small field sizes using various homogeneous and heterogenous phantoms via Gafchromic EBT3 film dosimetry (Ashland, NJ, the USA). All radiation fields had 0° gantry, collimator and couch angle. Field sizes were 1x1, 2x2 and 3x3 cm2 for the photon energies of 6 MV, 6 FFF flattening filter free (FFF), 10 MV, 10 FFF and 15 MV. Each plan was radiated using TrueBeam STx linear accelerator (Varian, Palo Alto, the USA) on a proper phantom set. Percent depth doses (PDD) were assessed on all phantom sets but dose profiles were examined only on the heterogenous phantoms. Dosimetry films were placed between the phantom slabs orthogonal to the central axis on PDD measurements as well as perpendicular on Profile measurements which were taken at dmax and 5 cm depths. In homogenous phantoms, both PDD and Profile mean results were found within ± 4% when compared to AXB and AAA calculations. Among heterogenous phantoms, the biggest difference between measurements and calculations against AAA algorithm was observed in lung-bone-lung-tissue phantom set with 8% on 1x1 cm2 field size and 15 MV energy meanwhile 5% against AXB algorithm in tissue-lung-tissue phantom set for 1x1 cm2 field size on both 10 and 15 MV photon energies. We analyzed AXB and AAA algorithms for the accuracy of the calculations in small fields which are commonly used in Stereotactic Radiosurgery (SRS) treatments. As a result, we found that AXB algorithm calculates in small fields more successfully than AAA for any phantom version.