Küçük hücreli dışı akciğer kanseri 3-boyutlu konformal radyoterapisinde tedavi planlamasındaki farklı hesaplama algoritmalarının akciğer doz-volüm parametreleri üzerine etkisi

Abstract

Amaç: Bu çalışmada, lobektomi/bilobektomi yapılmış opere akciğer kanseri tanılı olguların 3-B konformal radyoterapi tekniği kullanılarak oluşturulan planlarında, farklı doz hesaplama algoritmaları olan PB ("pencil beam") ve CS'yi ("convolution superposition") akciğer doz-volüm parametrelerinden V5, V13, V20, V30 ve OAD açısından karşılaştırmak amaçlandı. Gereç ve Yöntem: Lobektomi/bilobektomi yapılmış opere akciğer kanseri tanılı adjuvan 3-B konformal radyoterapi uygulanmış 10 olgunun tedavi planları, bilgisayarlı tedavi planlama sisteminden retrospektif olarak bulundu. PB ve CS algoritmaları kullanılarak, sırasıyla 6 ve 18 MV-X ışın enerjileri için hesaplama yaptırıldı ve söz konusu akciğer doz-volüm parametrelerindeki farklar SPSS 15.0 istatistiksel analiz programında Wilcoxon signed rank test kullanılarak retrospektif olarak analiz edildi.Bulgular: 6 MV-X enerjisinde V parametrelerinden V5, V13 ve V20 ortalama değerleri CS algoritmasında daha yüksek çıkmıştır. Buna karşılık, V30 ve OAD parametrelerinde PB algoritması daha yüksek sonuç vermiştir. 18 MV-X enerjisinde, ortalama V parametrelerinden V5, V13, V20 ve OAD değerleri CS algoritmasında daha yüksek çıkmıştır. Buna karşılık, V30 parametresinde PB algoritması daha yüksek sonuç vermiştir. Akciğer doz-volüm parametreleri açısından PB ve CS algoritmaları arasındaki fark, sadece 6 MV-X enerjisinde planlanan V5, V13 ve V30 parametrelerinde istatistiksel anlamlılık sınırına ulaşmaktadır (sırasıyla p= 0.005; p=0.005; p=0.008) Sonuç: Çalışmamızda 3-B konformal radyoterapi planlamalarında özellikle düşük doz alan akciğer volümlerine ilişkin parametrelerde (V5, V13, V20) CS algoritması ile PB algoritmasına göre daha yüksek değerler bulunmuştur. CS algoritması radyoterapi planlamada "altın standart" olan ancak foton hesaplamaları için rutinde kullanılamayan MC ("Monte Carlo") algoritmasına yakın hassasiyettedir. Sonuçta, akciğer kanseri tedavi planlamasında hesaplama doğruluğunu arttırmasından ötürü PB algoritması yerine CS algoritmasının tercih edilmesi gereklidir. Objective: In this study, it was aimed to compare the two different treatment planning algorithms named PB ("pencil beam") and CS ("convolution superposition") with regard to lung dose-volume parameters (V5, V13, V20, V30 and MLD) obtained from the created 3-D conformal radiotherapy plans of the lung cancer patients who had lobectomy/bilobectomy surgery.Method: The treatment plans were found retrospectively concerning 10 lung cancer patients who had lobectomy/bilobectomy surgery and adjuvant 3-D conformal radiotherapy. Using PB and CS algorithms, calculations were performed for 6 and 18 MV-X photon beams, respectively. The differences on the relevant lung dose-volume parameters were analyzed retrospectively using Wilcoxon signed rank test in SPSS 15.0 statistical analysis program.Results: For 6 MV-X photon beam, mean V5, V13 and V20 were higher for CS algorithm compared to PB algorithm. On the other hand, mean V30 and MLD were higher for PB algorithm. For 18 MV-X photon beam, mean V5, V13, V20 and MLD were higher for CS algorithm compared to PB algorithm. However only mean V30 was higher for PB algorithm. In terms of lung dose-volume parameters, the difference between PB and CS algorithms was statistically significant in V5, V13 and V30 obtained from plans for 6 MV-X photon beam energy (p= 0.005; p=0.005; p=0.008, respectively).Conclusion: In this study, higher values were found especially in parameters expressing "low doses to large volumes of lungs" (V5, V13, V20 ) for CS algorithm compared to PB algorithm in 3-D conformal radiotherapy planning. In terms of accuracy in dose calculation, CS algorithm is close to MC ("Monte Carlo") algorithm which is the "gold standard" in radiotherapy planning but cannot be used routinely in photon beam dose calculations. In conclusion, CS algorithm should be preferred to PB algorithm due to its increased accuracy in dose calculation especially in lung cancer radiotherapy.