Evaluatie van het brainscan PB algoritme en het Pinnacle CCC algoritme bij dynamische boogtherapie

Abstract

Achtergrond en doel De nauwkeurigheid van de dosisberekening werd onderzocht in het veld van dynamische conforme rotatietherapie voor extra-craniële stereotactische radiochirurgie van solitaire longmetastase en primaire longtumors. Er werd zowel een dosimetrische evaluatie uitgevoerd als een vergelijking gemaakt tussen het \u27Pencil Beam\u27 (PB) dosisberekeningsalgoritme en het \u27Collapsed Cone Convolution\u27 (CCC) dosisberekeningsalgoritme. Methode en materialen Het fantoom werd ontwikkeld door lic. S. Van Acker aan het AZ-VUB. Dit fantoom is een lichtdichte kubus die opgevuld werd met een materiaal waarvan de elektronendichtheid deze van de long benaderd. Mevr. Van Acker heeft de metingen reeds uitgevoerd met styrofoam als vulling. Omdat dit een overdrijving was van het effect werden de proeven overgedaan met kurk als vulling voor het fantoom. De elektronendichtheid van kurk benadert namelijk de elektronendichtheid van de menselijke long beter. Centraal in het fantoom is er een weefsel-equivalent lichaam (bollen met een straal van respectievelijk 2,1 cm, 1,4 cm en een kubus met als afmetingen 6,0 cm x 5,8 cm x 5,8 cm) ingebracht. Het fantoom is zodanig ontwikkeld dat er een radiografische film en een thermoluminescentie dosimeter in het doelvolume kan ingebracht worden. Het Novalis Body/ExacTrac 3.0 systeem werd gebruikt voor de positionering met behulp van infrarode markers die op voorhand op het fantoom werden aangebracht. Het behandelings plan werd opgesteld met BrainSCAN 5.2 (Brainlab) en herberekend met Pinnacle 6.2 (Philips). Beide dosisverdelingen werden geëxporteerd zodat ze visueel en met de computer vergeleken konden worden met de radiografische film. Resultaten Voor BrainSCAN was de verhouding tussen de berekende dosis en de TLD meting in het centrum van het weefsel-equivalent object gelijk aan 1,09 (SD: 0,01), 1,10 (SD: 0,04) en 1,05 (SD:0,03) respectievelijk voor de bol met straal 2,1cm, de bol met straal 1,4cm en de kubus. Voor Pinnacle CCC waren de resultaten respectievelijk 0,98 (SD:0,01), 0,99 (SD: 0,04) en 1,04 (SD:0,03). Grote verschillen (een overschatting van 16% en 15% voor respectievelijk de bol van 2,1cm en 1.4 cm) werden waargenomen 0,5cm inwaarts van de rand van de bollen bij BrainSCAN PB. Een betere overeenkomst (een onderschatting van 2% en 1% voor respectievelijk bol met straal 2,1cm en 1,4cm) werd waargenomen voor de dosisdistributie berekening van Pinnacle CCC. BrainSCAN laat uitschijnen dat het volledige volume van de bollen binnen de 100% isodoselijn valt, toch valt slechts 71.67% (27,8cm3 op 38,8cm3) van de bol met straal 2,1cm en slechts 6,33% (0,69cm3 van 11,5cm3) van de bol met straal 1,4cm binnen de 90% isodoselijn volgens de radiografische film. Besluit Het verlies aan dosis aan het oppervlak van het weefsel-equivalent materiaal wordt niet berekend door BrainSCAN PB. BrainSCAN PB overschat niet enkel de dosis in de bol, maar ook in de regio met lage densiteit rond de bol. Een overschatting van de dosis (dus een onderdosage van de tumor) zal leiden tot slechte tumorcontrole en dus verminderde genezingskansen voor de patiënt. In de zone met lage dichtheid (in de kurk) onderschat BrainSCAN de lage dosis. Wat kan leiden tot een grotere schade aan het gezonde weefsel dan verwacht. Het Pinnacle CCC algoritme geeft een betere gelijkenis met de metingen, en kan gebruikt worden als maatstaf voor deze klinische situatie