TURKISH JOURNAL OF ONCOLOGY

Summary

AMAÇ
Bu çalışmada, Prowess Panther tedavi planlama sistemine yüklenen veriler ile alınan ölçüm sonuçları karşılaştırılarak kalite kontrolünün yapılması amaçlanmıştır.

GEREÇ VE YÖNTEM
Dozimetrik ölçümler için Iba marka cc13 ve FC-65P 0.6cc (Scanditronix, Wellhofer, Almanya) model silindirik iyon odaları; Iba marka dose1 model elektrometre, RW3 katı su fantomu ve Iba RFA300 su fantomu kullanıldı. Ölçümler Elekta Synergy Platform lineer hızlandırıcı cihazında alındı. Kamalı ve açık alan yüzde derin doz (PDD), eksen dışı oran (OAR), değişik x, y alanlarda ve diyagonal doğrultularda profil ölçümleri Wellhofer RFA300 su fantomu kullanılarak alındı. Output ölçümleri RW3 katı su fantomunda alındı.

BULGULAR
Planlama sisteminden elde edilen kamalı ve açık alan yüzde derin doz (PDD) ve profilleri ile alınan ölçüm sonuçları Dmax, 5 cm, 10 cm, 15 cm derinlikler için karşılaştırıldı. Sonuçlar BJR kabul sınırları içerisinde %3'den küçük bulundu.

SONUÇ
Prowess Panther V5.01 planlama sisteminin yapılan kalite kontrolü sonucunda dozimetrik olarak doğruluğu kabul sınırları içerisindedir.

Summary

Introduction

Radyoterapide ilk basamak, teşhis edilen hastalıkla ilgili tedavi kararının verilmesidir. Tedavinin uygulanabilmesi için hasta anatomik verilerinin elde edilmesiyle birlikte tedavi planlama sistemlerine (TPS) önemli bir görev düşmektedir. Değişik tedavi planlama sistemi algoritmaları eksternal foton demetlerinin doku içinde oluşturduğu doz dağılımlarını hesaplayabilmektedir. Hesaplanan dozun doğruluğu algoritmaların yapmış olduğu yaklaşımlara ve varsayımlara bağlıdır.[1] TPS’de volüm tanımlamaları, planın uygulanması, simülasyon, MU/zaman hesabı ve planın tedavi cihazına transferi aşamaları gerçekleştirilmektedir. Tüm bu aşamalar dikkate alındığında TPS kalite kontrolü tedavi güvenilirliği açısından son derece önemlidir. Ayrıca, tedavi planlama sisteminin kliniğe uyarlanması için yapılan kabul testleri, klinik kullanım için hazırlanması (comissioning) ve periyodik nitelik temini (quality assurance-QA) testleri dikkatle uygulanmalıdır.[2] Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu (IAEA) 2000 yılında yayınladığı raporda radyoterapide 92 kaza ışınlaması içerisinde TPS kaynaklı olanların; TPS’nin algortimasını tam anlamamak, uygun bir kabul testi ve QA testlerinin olmaması, bağımsız hesap kontrollerinin yapılmaması gibi nedenlerden kaynaklandığı belirtilmiştir. TPS’de farklı sebeplerle oluşabilecek herhangi bir hata TPS nedenli radyasyon kazalarına yol açabilir. Buna en yakın örnek 2000 yılında Panama’da koruma bloklarının TPS’ye tanıtılması sırasında yapılan hatanın fark edilmemesi sebebiyle yaşanmıştır. İnsan yaşamını etkileyen bu hatalar ancak TPS’nin kalite kontrolünün yapılmasıyla önlenebilir. Bu, tedavi güvenilirliği açısından son derece önemlidir.[3]

Ülkemizde farklı markalarda üretilmiş tedavi planlama sistemleri kullanılmaktadır. Prowess Panther tedavi planlama sistemi ülkemizde kullanıma yeni başlanmış bir planlama sistemidir. Kliniğimizde 2011 yılında kullanımına başlanmış olan bu sistem için (IAEA) Rapor 430[3] ve American Association of Physicist in Medicine (AAPM) Radiation Therapy Rapor 40, 53 ve 23[4-6] tarafından önerilen kalite kontrol testleri esas alınarak yüklenen verilerin doğruluğu kontrol edildi.

Introduction

Methods

Tedavi planlama sistemi Prowess Panther V5.01 Siemens firması ile teknolojik işbirliği yapan Amerikan firması Prowess Inc.’in üretimidir. Prowess konformal ve IMRT planlama için iki tür algoritma kullanmaktadır. Doz hesaplama algoritmaları konformal için “fast foton with or without effective path”, IMRT için ise CCCS “collapsed cone convolution superposition with or without heterogeneity”dir. Planlama sisteminde “Direct Aperture Optimization (DAO)” ile IMRT planları yapılabilmektedir. DAO ile alan sayıları ve kullanılacak segment sayıları önceden sisteme girilebilir.

Prowess Tedavi Planlama Sistemi; Elekta marka Synergy Platform model lineer hızlandırıcı cihazı 6 MV foton enerjisi için kullanıma hazır hale getirildi. Bu amaçla aşağıdaki ölçümler yapıldı ve değerlendirildi.

Derin Doz Ölçümleri
Merkezi eksende açık alan derin doz ölçümleri 3x3 - 40x40 cm² alanlar ve 0-40 cm derinliklerde, kaynak fantom mesafesi 100 cm’de alındı. Bu ölçüm verileri modelleme sırasında enerji spektrumunu belirlemek amacıyla kullanıldı.

Profil Ölçümleri
Açık alan profil ölçümleri yüzde derin doz ölçümünde kullanılan alan boyutlarında, maksimum doz derinliği (dmax), 5, 10, 15, 20 ve 25 cm derinliklerde inplane ve crossplane doğrultularda alındı. Bu veriler penumbra ve geometrik alan dışında kontamine foton modellemesinde kullanıldı.

Açık Alan Hava Profilleri
En büyük alan boyutu olan 40x40 cm alanda alındı. Kaynak dedektör mesafesi 100 cm olacak şekilde ayarlandı. Build up cap kullanılarak diyagonal tarama yapıldı.

Output ve Kolimatör Saçılma Faktörleri
3x3 - 40x40 cm² alanlarda maksimum doz derinliğinde 100 MU ışınlama yapılarak ölçümler alındı ve 10x10 cm² alanda alınan okuma değerine normalize edilerek output faktörleri elde edildi. Bu faktörler MU hesaplamalarında kullanıldı.

MLC Geçirgenlik Faktörü
Kodak EDR2 film kullanıldı. Film lifler kapalı ve açık olarak ışınlanarak lif altı ve arası sızıntılar ölçülüp oranları alındı. Tongue ve groove genişliğini ölçmek için birbirine komşu 10 lifin sırasıyla açık ve kapalı olarak 50 MU verilerek maksimum doz derinliğinde ışınlanması sonucu elde edilen film banyo edildikten sonra Vidar Marka Dosimetry Pro Advantage model film tarayıcı ile tarandı. Omnipro IMRT yazılımı kullanılarak ölçüm sonucu elde edildi.[7,8]

Asimetrik Alan %DD Ölçümleri
(0,5)x5, (2.5,7.5)x10, (5,10)x15 ve (7.5,12.5) x20 cm alanlarda 2.5 cm offaxiste, (0,10)x10, (2.5,12.5)x15, (5,15)x20 cm alanlarda 5 cm offaxiste su fantomunda %DD değerleri elde edildi. Elde edilen verilerin 5 cm, 10 cm ve 20 cm derinliklerdeki okumaları alındı.

Tüm ölçümler açık alanlarda alındı. Derin doz eğrileri ve profillerin eldesinde Wellhofer marka RFA300 model su fantomu 0.1 cc, cc13 Wellhofer iyon odası kullanıldı. Absolüt ve rölatif output faktörleri Iba marka Dose1 model elektrometre ve Iba marka FC65P model iyon odası, RW3 katı fantom ile yapıldı. Havadaki ölçüm için iyon odasına elektron kontaminasyonunu azaltmak ve sekonder partiküller için build-up etkisi oluşturabilmek için brass cap takıldı.

Lineer Hızlandırıcı cihazı ölçüm verileri Prowess Panther Tedavi Planlama Sistemine cihaz kafa geometrisi, gantri, kolimatör rotasyon geometrileri, masa pozisyonları, kolimatör konfigürasyonu, blok tepsi mesafesi gibi tedavi cihazı bilgilerini de içerecek şekilde aktarıldı.

TPS tarafından hesaplanan 6 MV foton ışını verilerini kontrol etmek amacıyla aşağıdaki testler yapıldı.

1- GE marka ligthspeed RT16 model 16 dedektörlü bilgisayarlı tomografi (BT) cihazında 40x40x20 cm3 RW3 katı su fantomu tarandı. Elde edilen kesitler Prowess Panther 5.01 tedavi planlama sistemine aktarıldı. TPS’de aktarılan katı su fantomunda ölçümü yapılan alanlar oluşturularak derindoz eğrileri elde edildi. Aynı skalada çıktıları alınarak üst üste yerleştirildi ve aradaki farklılıklar ölçüldü.

2- TPS de fantomdan yararlanarak oluşturulan açık alan profil ölçümleri, maksimum doz derinliği (dmax), 5, 10, 15, 20 ve 25 cm derinliklerde inplane ve crossplane doğrultularda alındı. Su fantomu ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırıldı.

3- TPS de oluşturulan fantomda maksimum doz derinliğinde (dmax) da, 5, 10 ve 15 cm derinlikte 10x10 cm2 alanda gantry 0°, SSD=100 cm’de 100 MU doz verildi. Tedavi planlama sisteminde elde edilen absolüt doz kayıt edildi. Ayni set-up koşulları cihazda oluşturuldu ve referans koşullarda TPS’de oluşturulan derinlik ve alanlar için 0.6cc Wellhofer marka silindirik iyon odası, Dose1 dozimetre ve RW3 fantom kullanılarak ölçümler alındı. Bu ölçümler TPS in bulduğu absolut doz ile karşılaştırıldı.

4- Su fantomunda alınan asimetrik alan %DD ları TPS de oluşturulan fantomda simüle edilerek okunan %DD larla 5 cm, 10 cm ve 20 cm derinliklerdeki sonuçları ile karşılaştırıldı.

Methods

Results

Su fantomunda yüzde derin doz ve profil ölçümleri Şekil 1 ve Şekil 2’de verildi.

Sekil 1: Su fantomu %DD grafikleri.

Sekil 2: Su fantomu profil grafikleri.

Tedavi planlama sistemi ışın verilerini oluşturabilmek için gerekli olan açık alan hava profili Şekil 3 ’te gösterildi.

Sekil 3: Açık alan hava profili.

Alanlara göre output grafiği Şekil 4’te gösterildi. Şekil 4a’da, tedavi planlama sistemi algoritmasının oluşturduğu output grafiği, Şekil 4b’de ise ölçüm sonucu elde edilen output grafiği verildi.

Sekil 4: (a) TPS output grafiği. (b) Ölçüm output grafiği.

Tongue ve groove genişliği ölçülerek yarı maksimumdaki tam genişliğin 4.3 mm olduğu saptandı (Şekil 5, 6). Lif geçirgenlik testi için ışınlanan filmde lif geçirgenliğinin %1.5 olduğu görüldü.

Sekil 5: Tongue ve groove genişliği ölçüm düzeneği.

Sekil 6: Tongue ve groove etkisi grafiği.

Su fantomu ve TPS den elde edilen %DD eğrileri 10x10 alan için Şekil 7’de verildi. Tüm alan boyutlarında en büyük farkın 10 cm’den küçük derinliklerde %2’den küçük, 10 cm’den büyük derinliklerde %1’den küçük olduğu görüldü.

Sekil 7: TPS ve ölçüm sonucu elde edilen %DD eğrileri

TPS ve ölçüm sonuçlarından elde edilen izodoz eğrileri sistem konfigürasyonunu izin vermemesi sebebi ile aynı grafik üzerinde gösterilemedi. Bu sebeple Şekil 8’de TPS ve ölçüm izodoz eğrileri ayrı ayrı verildi. Tüm izodoz eğrilerinin manuel karşılaştırılmasında elde edilen farkın 2 mm’den küçük olduğu görüldü.

Sekil 8: TPS ve ölçüm sonucu elde edilen izodoz eğrileri.

Profillere ait veriler üst üste çakıştırıldığında sapmanın en fazla alan kenarında 2 mm olduğu görüldü. Sonuçlar Şekil 9’da a) 10 cm’de da 5x5 alanda, b) 5x5 alanda dmax da karşılaştırmalı olarak verildi. TPS’de farklı derinliklerde 10x10 cm alan boyutu 100 MU verilerek ışınlandı. Elde edilen doz değerleri tedavi cihazında ölçtüğümüz değerler ile karşılaştırıldı. Absolute doz karşılaştırılmasında aradaki fark dmaks’da %0.22, 5 cm’de %0.1, 10 cm’de %1.4 ve 15 cm’de %0.7 olarak hesaplandı.

Sekil 9: (a) d=10 cm derinliğinde TPS ve ölçüm sonucu elde edilen profil eğrisini göstermektedir. (b) d=dmax derinliğinde TPS ve ölçüm sonucu elde edilen profil eğrisini göstermektedir.

Ayrıca elde edilen tedavi planlama sistemi verileri supplement BJR 25 ile de karşılaştırılarak Tablo 1’de verildi.[9]

Tablo 1: TPS ve ölçüm sonuçlarının karşılaştırılması ortanca, minimum ve maksimum değerleri

Asimetrik kolimatör için (0,5)x5, (2.5,7.5)x10, (5,10)x15 ve (7.5,12.5)x 20 cm alanlarda 2.5 cm offaxiste, (0,10)x10, (2.5,12.5)x15, (5,15)x20 cm alanlarda 5 cm offaxiste alınan %DD ölçüm sonuçları TPS’den elde edilen veriler ile karşılaştırıldı. Sonuçlar 5 cm, 10 cm ve 20 cm derinliklerde karşılaştırmalı olarak Tablo 2’de gösterildi. TPS ve su fantomundan elde edilen sonuçlar karşılaştırıldığında aradaki fark 5 cm derinlik için en fazla %0.8, 10 cm derinlik için en fazla %1.6, 20 cm derinlik için en fazla %2.2 olarak bulundu. Bulunan sonuçlar literatürlerden elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı.[10]

Tablo 2: Asimetrik alanlarda, TPS ve ölçüm sonuçlarının karşılaştırılması

Results

Discussion

Kalite kontrol testlerinde en önemli referans TPS kurulduktan sonra ve klinik kullanıma geçilmeden önce yapılan kabul testleridir. Yapılacak testlerin planlama sisteminin tüm hesap algoritmalarını içermesi önemlidir. Ayrıca, tedavi cihazına ait yüklenen ışın bilgilerinin tüm enerjiler için çıktılarının alınması ve kayıt edilerek muhafaza edilmesi daha sonra yapılacak olan kalite kontrol testleri için oldukça önemlidir.[11]

Amin ve ark.[12] bu amaçla yaptıkları çalışmada tedavi planlama sistemine yükledikleri foton ışın verilerini ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırarak verifikasyonunu yapmışlardır. Yapılan output ölçümleri sonucunda normalize edilerek hesaplanan output faktörü için ölçülen ve hesaplanan arasında fark ±%0.4 olarak bulunmuştur. Bizim yaptığımız ölçümlerde açık ve 4 cm’den büyük alanlar icin fark %1.2 bulunmuştur. Aynı çalışmada derin doz ve doz profillerinde tüm yönlerde %1’den küçük fark olduğu bildirilmiştir. Ancak, build up bölgesinde 10x10 alandan büyük alanlar icin %2-3 doz farkı, 10x10’dan küçük alanlar icin %3-9 doz farki bulmuşlar, bu fark 7x7’den küçük alanlarda %5 üzerine cıkmaktadır. Build up bölgesinde oluşan bu farkin 0.1 cc’lik iyon odası kullanılması sebebiyle olduğu belirtilmiştir. Bizim çalışmamızda derin doz ve doz profillerinde 10x10 alanda alan kenarlarında %2, alan içerisinde ise %1’den küçük fark olduğu görülmüştür.

Ahnesjo ve ark.nın[13] beş farklı alanda yapmış oldukları output karşılaştırmalarında %1’den küçük doz farkı bulmuşlardır.

Hansson ve ark.[14] 6MV ve 15 MV için çalışma yapmışlar ve 3D TMS-Radix from HELAX AB, (Uppsala, Sweden) tedavi planlama sistemi ile ölçüm sonuçlarını karşılaştırmışlardır. Ölçüm sonuçları ile tedavi planlama sistemi arasındakı doz farkını %3’ten kücük bulmuşlardır.

Deshpande ve ark.[15] yaptıkları çalışmada tps ve lineer hızlandırıcı cihazı ölçümlerini karşılaştırmak için Kodak EDR2 film kullanmışlardır. Çalışmada ilgili derinliklere film yerleştirilmiş ölçüm ve planlama arasında %3’ten az fark bulmuşlardır.

Slessinger ve ark.[16] yaptığı çalışmaya göre, asimetrik alanlardaki %DD’lardan elde ettikleri, 4, 10 ve 20 cm derinlikteki doz değerleriyle planlama sonuçları arasında en fazla %1.2 fark bulmuşlardır. Çalışmamızda asimetrik alanlardan elde ettiğimiz en büyük fark, 5x5 alanda 20 cm derinlikte %2.2 olarak bulunmuştur.

Tedavi planlama sistemi verileri tam ve doğru olarak ölçülmelidir. Dozimetrik testler sonucunda tedavi planlama sistemi ile ölçüm sonuçları arasında kabul edilebilir farklılıklar gözlenmiştir. Ölçüm ve hesaplama mutlak doz verileri arasindaki farkın AAPM Task Group 53’te %3’den fazla olmaması gerektiği belirtilmiştir. Bizim bulduğumuz sonuçlarda da farklılık %3’den küçüktür.

Sadece temel ölçüm datalarının kontrolünü yaptığımız bu çalışmada Prowess TPS’nin hasta tedavisi için kabul sınırları içerinde olduğu görülmüştür.

Discussion