Summary

GEREÇ VE YÖNTEM
Tedavi planlama sisteminde supraklavikular alan ve yan alanlar için farklı SSD'lerde asimetrik kolimatörlerin +2 mm, +1 mm, 0 mm, -1 mm, -2 mm üst üste bindirildiği ve ayrık bırakıldığı 45 farklı durum için tedavi planlamaları yapıldı ve filmler ışınlanarak birleşme bölgesindeki doz dağılımları belirlendi.

BULGULAR
Filmlerden elde edilen ölçümlerde +2 mm'de dozda en fazla %22, +1 mm'de %13 artış; -2 mm'de %21; -1 mm'de %15 azalma, 0 mm'de ise %2'lik fark gözlendi. Hem dozimetrik ışınlamalar hem de planlama sisteminde birleşme bölgesi doz profillerinin istatistiksel olarak anlamlı farklılık göstermediği saptandı. Bu profillerden planlama sistemi ile tedavi cihazının birbiriyle uyumlu olduğu, ayrıca birleşme bölgesindeki düzgün doz dağılımının sağlanmasında penumbra ve saçılmalardan gelen radyasyonun da katkısının olduğu belirlendi.

SONUÇ
Baş-boyun kanserlerinin radyoterapisinde tek eşmerkez tekniği birleşme bölgesinde tanımlanan aralık bırakmama durumunda birleşme bölgesindeki doz dağılımı homojen olmakta ve tedaviler doğrulukla uygulanabilmektedir.

Introduction

Tedavi hacminin üzerinde yer alan bir çakışmada eğer soğuk noktalar oluşursa tümör yetersiz doz alır. Benzer şekilde çakışma yerinde sıcak noktalar oluşursa normal doku komplikasyonları ortaya çıkabilir. İdeal bir teknikte kabul edilebilir sistematik ve rastgele hatalara belli sınırlar içinde izin verilebilmesi, normal doku toleransına dikkat edilip hedef hacimde homojen dozun sağlanması gereklidir. Üst sahalarla alt sahaların birleştirilmesi için çeşitli yöntemler ortaya atılmıştır. Bunlardan biri de tek eşmerkezli üç sahalı tekniktir.[1-4]

Modern lineer hızlandırıcılarda bağımsız kolimatörlerin bulunması asimetrik kolimasyon ile üç saha için ortak bir eşmerkez kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Bu tekniğin avantajları hasta hazırlama süresini kısaltması, tedavi üretilebilirliğinin daha iyi olması ve çakışma bölgesinde daha homojen bir doz elde edilmesidir.[3]

Bu çalışmanın amacı, baş-boyun bölgesi tümörlerinin radyoterapisinde tek eşmerkez ve asimetrik kolimatörler kullanarak bitişik alanlardaki doz düzensizliğinin değerlendirilmesi, merkezi çakışma düzlemindeki asıl dozun ve birleşme seviyesindeki ortalama dozun belirlenmesidir. Çalışmanın diğer bir amacı da tek eşmerkezli teknik için bu dozun tekrar üretilebilirliğini değerlendirerek kliniğimizde kullanılmakta olan yarım demet bitişik alanlar yönteminin doğruluğunu, ne kadar doğrulukla uygulanabildiğini belirlemek ve elde edilen dozimetrik değerlerin planlama sistemi ile uyumluluğunu karşılaştırmaktır.

Methods

Çalışmadaki ölçümler, yoğunluğu insan dokusunun yoğunluğuna eşdeğer olan “RW3” (RW3’ün yoğunluğu 1’dir) katı fantom materyalleri ile yapılmıştır. Farklı filmlerin kullanılmasından doğabilecek hataları önlemek için kalibrasyonda ve çalışmada kullanılan filmler aynı film paketinden çıkartılmıştır.

Filmlerden okunan optik yoğunluklara karşılık gelen cGy değerleri bu filmler yardımıyla dansitometreye tanıtılmış ve kalibrasyon grafiği oluşturularak kalibrasyon işlemi tamamlanmıştır.

Alan birleşme bölgesindeki doz dağılımını belirleyebilmek için “Kodak X-Omat V” marka radyografik x-ışını kalite kontrol filmleri kullanılmıştır. Bu filmlere yaklaşık olarak 60 cGy doz verilebilmektedir.

Çalışmamızda “PrecisePLAN” marka tedavi planlama sisteminin 2.02 numaralı yazılımı kullanılmıştır. Bu planlama sistemi ile hem doğrudan bilgisayarlı tomografi görüntülerinden, hem de “digitiser” yardımıyla radyografik filmler kullanılarak fantom üzerinden tedavi planlamaları yapabilmekte, planlamalar ve doz dağılımları üç boyutlu olarak izlenebilmektedir.

Baş-boyun kanserlerinin radyoterapisinde farklı boyutlarda yarım demet bitişik alanlar kullanılmakta, ayrıca alan boyutları hastadan hastaya değişmektedir. Bu yüzden ortalama bir alan boyutunun tanımlanıp kullanılması, elde edilecek sonuçların değerlendirilmesinde daha uygun olacağından ön supraklavikular alan için X=8 cm ve Y=18 cm; yan alanlar için ise X=9 cm ve Y=10 cm olarak belirlenmiştir. Her iki alan için de 6 MV foton enerjisi ve tek eşmerkezli tedavi tekniği (SAD) kullanılmıştır.

Tedavide standart olarak kullanılan dozlar genellikle ön supraklavikular alan için 200 cGy, iki yan alan için toplam 200 cGy’dir. Ancak X-Omat tedavi doğrulama filmi 40 cGy’den sonra duyarlılığını yitirdiğinden ön alanda 20 cGy ve yan alanlarda toplam 20 cGy uygulanmasına karar verilmiştir.

Her biri beş film içeren dokuz grup olmak üzere toplam 45 adet film ışınlanmıştır. Film grupları yan ve ön sahaların farklı SSD’lerine göre oluşturulmuştur.

Ön supraklavikular alan için normalizasyon noktası birleşme bölgesinden 3 cm öteye ve her film grubu için farklı SSD’lere (97, 98 ve 95 cm) ayarlanarak doz dağılımları belirlenmiştir (Şekil 1).

Şekil 1: Supraklavikular alan ve yan alanların bilgisayarlı doz planlaması ve izodoz dağılımı.

Yan alanlar için normalizasyon noktası birleşme bölgesinden 3 cm öteye ve karşılıklı ışınların orta noktasına ayarlanarak verilen doz normalize edilip doz dağılımı belirlenmiştir (Şekil 1).

“X-Omat V” tedavi doğrulama filmi, 30x30 cm2’lik, 5, 6 veya 7 cm kalınlıkta “RW3” katı su fantomu arasına tam eşmerkeze sıkıştırılıp ambalajlanmıştır. Fantom blok, paralel karşılıklı iki yan alan için istenilen derinlik ve eşmerkezde film düzlemi ışına dik olacak şekilde konumlandırılmıştır (Şekil 2, 3a-c). Katı su fantomuna giren foton ışınının sınır etkisini en aza indirmek için film paketinin üst tarafı kıvrılıp yüzeye bantlanmıştır (Şekil 3a-c).

Şekil 2: Fantom ışınlama kurulumu ve kullanılan alanlar.

Şekil 3: (a-c) Ön ve yan alanların ışınlanması. Renkli şekiller derginin online sayısında görülebilir (www.onkder.org).

İki ayrık alanın bitişikliği aynı filmde üst ve alt alanların ışınlanması uygulanarak elde edilmiştir. Film maksimum doz derinliğinde ve eşmerkezde ışına dik yerleştirilip ışınlanmıştır.

Işınlanan filmler aynı gün “Kodak X-Omat 1000 Processor” marka otomatik banyo makinesinde banyo edildikten sonra “Vidar VXR-16” marka lazer tarayıcı yardımıyla “Omni-pro” dansitometre programına aktarılmıştır (Şekil 4a-e).

Şekil 4: Işınlanan filmlerin dansitometreye aktarılmış halleri (a) -2 mm, (b) -1 mm, (c) 0 mm, (d) +1 mm, (e) +2 mm.

Okunan optik yoğunluk, kalibrasyon filmlerinden elde edilen kalibrasyon eğrileri kullanılarak doz değerlerine dönüştürülmüştür. Bitişik alanlar boyunca ön alan için maksimum doz derinliğinde (2, 3, 5 cm) doz profilleri alınmıştır.

Çakıştırma çizgisine dik eksen boyunca belirli noktalardaki veriler kullanılarak birleştirilmiş alanların profili çıkarılmıştır. Asimetrik çenelerin ışın merkezi ekseninden -2 mm, -1 mm, 0 mm, 1 mm, 2 mm’de ayarlandığı durumlar için doz düzensizliği belirlenmiştir.

Ön alan ve iki yan karşılıklı paralel alanlar için aralık bırakma ve üst üste çakıştırmada yapılan doz planlamalarının düzensizlikleri “PrecisePLAN” ile belirlenmiştir. Ön supraklavikular sahaya yan sahalardan, yan sahalara ön supraklavikular sahadan saçılmalarla gelen dozun katkısı da hesaba katılıp ön alanın maksimum doz derinliğinde belirli noktalardaki dozlar hesaplanarak planlama verileri ve doz profilleri elde edilmiştir.

Results

Şekil 5: Farklı aralıklar için üç boyutlu doz profilleri (a) -2 mm, (b) -1 mm, (c) 0 mm, (d) +1 mm, (e) +2 mm. Renkli şekiller derginin online sayısında görülebilir (www.onkder. org).

Şekil 6: Farklı aralıklar için iki boyutlu doz profilleri (a) -2 mm, (b) -1 mm, (c) 0 mm, (d) +1 mm, (e) +2 mm.

Dokuz film grubu için 19 farklı noktada dozimetrik ölçümler ve planlamayla elde edilen profillerin doz yüzde tabloları ve profilleri oluşturuldu (Şekil 7a, b). Bu tablolar, filmler üzerinde ardışık ölçümlerle 0.44 ve 1.65 arasında değişen standart sapmalara sahip doz noktaları elde edilerek oluşturulmuştur.

Şekil 7: (a, b) Bir film grubuna ait ışınlama profil grafiği. Renkli şekiller derginin online sayısında görülebilir (www.onkder.org).

Her bir film grubunun aynı miktar aralık bırakma ve üst üste çakıştırma için planlama ve ışınlamaya ait doz profillerinin bu 19 farklı noktadaki değerleri “Wilcoxon two-tailed” testi ile karşılaştırıldığında arada istatistiksel anlamlı farklılık bulunamamıştır (Tablo 1).

Tablo 1: Film ve planlama doz profillerinin istatistiksel karşılaştırılması

Işınlanan 45 adet film ve 45 adet planlamadan elde edilen doz profillerinin aynı miktar aralık bırakma ve üst üste çakıştırma için bulunan en büyük doz değişim değerleri arasında istatistiksel anlamlı fark gözlenmemiştir (Tablo 2).

Tablo 2: Film ve planlama doz profillerinin en büyük ve en küçük değerlerinin karşılaştırması

Discussion

Saw ve ark;nın çalışmasında alan çakışmaları aralıktan üst üste binmeye doğru değiştikçe çakışma noktasındaki dozun sistematik olarak arttığı gözlenmiş; asimetrik kolimatörlerdeki 1 mm’lik aralık ve üst üste binme için (-1 mm, +1 mm) doz düzensizliği sırasıyla -%15 ve +%15; 2 mm’lik aralık ve üst üste binme için (-2 mm, +2 mm) sırasıyla -%25 ve +%25 olarak bulunmuştur.

Sohn ve ark.nın[4] çalışmasında + 1 mm’lik üst üste binmede doz oynamaları +%5, +2 mm ve -2 mm’lik üst üste binmede sırasıyla %6 doz artışı ve %14 doz azalışı şeklindedir.

Lee’nin çalışmasında kolimatörlerdeki 2 mm’lik oynamanın çakışma noktasında ortalama %10’luk doz düzensizliğine yol açtığı gösterilmiştir.[7]

Çalışmamızda filmlerden elde edilen ölçümlerde dokuz farklı film grubunda +2 mm’de dozda en fazla %22; +1 mm’de %13 artış; -2 mm’de %21; -1 mm’de %15 azalma tespit edilmiş olup sonuçlar literatürle uyumludur. Planlamayla elde edilen doz profillerinde +2 mm’de dozda en fazla %20; +1 mm’de %14 artış; -2 mm’de %21; -1 mm’de %13 azalma tespit edilmiştir. İstatistiksel değerlendirmede farklı SSD’lerde doz değişikliklerinde anlamlı farklılık olmadığı belirlenmiştir. Benzer şekilde ölçülen ile planlanan arasındaki doz değişikliklerinde de anlamlı farklılık saptanmamıştır.

Çakışma çizgisinin iki tarafındaki doz artış ya da düşüş bölgeleri 2-3 mm genişliğindedir. Ancak doz değişim bölgesi 8-10 mm arasındadır. Gerek supraklavikular alan gerekse yan alanlar için elde edilen iki ayrı profilin matematiksel toplamları film ölçümlerinden elde edilen profili tam olarak sağlamıştır. Bu da penumbra ve saçılmaların absorbe doza katkısının olduğu ve çene ayrımı genişliği ile doz değişim bölgesinin genişliği arasındaki çelişkinin penumbra etkisi ve saçılmalardan kaynaklandığını gösterir.[2,8]

Elde edilen bu sonuçlar kliniğimizde kullanılmakta olan bu lineer hızlandırıcının kolimatörlerin sıfır pozisyonunu doğru ayarlayabildiğini, istenilen aralık ve üst üste binmeleri eksiksiz şekilde gerçekleştirdiğini ve kliniğimizde her gün kullanılan kurulumların tekrar üretilebilir olduğunu göstermektedir. Her ne kadar planlama sisteminden elde edilen sonuçlarla film dozimetre sonuçları arasında istatistiksel anlamlı farklılık bulunamadıysa da sonuçların güvenilirliğini doğrulamak için in vivo dozimetri yapılması yararlı olacaktır.

Conclusion

Film ışınlamaları ve tedavi planlama sistemi ile elde edilen profillerdeki en büyük doz değişim miktarları ve birleşme bölgesi boyunca belirlenen profiller hem birbiriyle hem de literatürdeki benzer çalışmaların sonuçlarıyla uyumlu bulunmuştur.

Kolimatör çenelerinin ayrım genişliği ile doz değişim bölgesinin genişliği arasındaki farkın penumbra ve saçılmaların katkısından kaynaklandığı, penumbra ve saçılmaların absorbe doza katkısının göz ardı edilemeyeceği anlaşılmıştır.

Tek eşmerkez tekniğinin birleşme bölgesinde, tanımlanan tümör dozuna yakın dozun üretilmesinde başarılı olduğu, bu tekniği uygularken alanların birleştirilmesini, aralık bırakmadan yapmanın daha uygun olduğu belirlenmiştir.

References

1) Chism SE, Chism D, Kalshed M, Yakoob R, Oline D. Treatment techniques using independent collimators. Medica Mundi 1994;39(2):106-16.

2) Fabrizio PL, McCullough EC, Foote RL. Decreasing the dosimetric effects of misalignment when using a mono-isocentric technique for irradiation of head and neck cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2000;48(5):1623-34. [CrossRef]

3) Saw CB, Krishna KV, Enke CA, Hussey DH. Dosimetric evaluation of abutted fields using asymmetric collimators for treatment of head and neck. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2000;47(3):821-4. [CrossRef]

4) Sohn JW, Suh JH, Pohar S. A method for delivering accurate and uniform radiation dosages to the head and neck with asymmetric collimators and a single isocenter. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1995;32(3):809-13.

5) Meeks SL, Williams RO, Bova FJ, Mendenhall WM, Buatti JM. The midline dose distribution for a three-field radiotherapy technique. Med Dosim 1999;24(2):91-8.

6) Ahmad M, Nath R. Three-dimensional radiotherapy of head and neck and esophageal carcinomas: a monoisocentric treatment technique to achieve improved dose distributions. Int J Cancer 2001;96(1):55-65. [CrossRef]

7) Lee PC. Consistent collimator overlaps in field matching with computer-controlled x-ray collimators. Med Dosim 1997;22(1):59-61. [CrossRef]

8) Rosenthal DI, McDonough J, Kassaee A. The effect of independent collimator misalignment on the dosimetry of abutted half-beam blocked fields for the treatment of head and neck cancer. Radiother Oncol 1998;49(3):273-8. [CrossRef]