The comparison of peripheral dose in stereotactic brain irradiation with the use of different treatment techniques

Abstract

Beyin stereotaktik radyocerrahisi, tek fraksiyonda beyindeki bir hedefe kesindoğrulukta yönlendirilmiş radyasyonun hedefte istenilen radyobiyolojik etkiyioluşturması ve hedefi çevreleyen dokularda oluşacak etkiyi minimal seviyedetutmayı içerir. Bu çalışmada Truebeam STx ve CyberKnife M6 cihazlarındaışınlanan tedavi planlarında periferik dozlar karşılaştırıldı. Truebeam STx cihazı için,verteks, nazal kavite ve posterior fossa yerleşimli hedefler için 6FFF foton demetlerikullanılarak VMAT tekniği ile tedavi planları oluşturuldu. Oluşturulan planların dozdağılımları Eclipse TPS' de AAA ve AXB doz hesaplama algoritmaları kullanılarakhesaplandı. Aynı hedeflerin CyberKnife M6 cihazında ışınlanması için MultiplanTPS' de Ray Tracing, Monte Carlo ve Finite Size Pencil Beam doz hesaplamaalgoritmaları kullanılarak tedavi planları oluşturuldu. Aynı seriden alınmış filmlerkullanılarak her bir cihaz için `Net OD – Doz` kalibrasyon eğrileri elde edildi.Oluşturulan planların doz dağılımları EBT3 film dozimetrisi ile ölçüldü. Her birplanın hedef ve hedefin periferindeki doz dağılımları EBT3 film kullanılarak ölçüldüve TPS hesaplamaları ile karşılaştırıldı. CyberKnife planlarında gama indeks analizigeçme oranları %92 – 99.1 aralığında oldu. Truebeam planlarının gama indeksanalizi geçme oranları ise %93.8 – 100 aralığında oldu. Acuros XB ve Monte Carloalgoritmaları kullanılan diğer algoritmalara göre hedefte daha doğru hesaplamagerçekleştirirken, Finite Size Pencil Beam algoritması periferal bölgede diğeralgoritmalara göre daha düşük doz dağılım hesabı gerçekleştirdi.Anahtar Kelimeler: Hesaplama algoritması, Periferik doz, Stereotaktik radyocerrahi

Brain stereotactic radiosurgery involves the use of precisely directed, singlesession radiation to create a desired radiobiologic response within the brain targetwith acceptable minimal effects on surrounding tissues. In this study, the comparisonof peripheral dose (PD) was made for Truebeam STx and Cyberknife M6 treatmentplans. For Truebeam STx, treatment planning was done using VMAT technique with6 FFF beam in Vertex, Nasal Cavity, and Posterior fossa regions. The dosedistribution was calculated using Eclipse Treatment Planning System (TPS) withAAA and AXB dose calculation algorithms. The treatment plans of the same targetswere also done for Cyberknife M6 with Multiplan TPS using Ray-Tracing, MonteCarlo, and Finite Size Pencil Beam dose calculation algorithms. Using the same filmbatch, the net OD to dose calibration curves were obtained for plans which weredone for both devices. Dose distributions of each plan for target site and its peripherywere measured using EBT3 film and compared with TPS calculations. Forcyberknife plans, the gamma analysis passing rates between measured and calculateddose distributions ranged between 92% and 99.9%. For Truebeam plans, the gammaanalysis passing rates ranged between 93.8% and 100%. Although target dosedistribution calculated more accurately by Acuros XB and Monte Carlo dosecalculation algorithms, Finite Size Pencil Beam algorithm predicted dose distributionaround the peripheral region of target lower than the other algorithms.Keywords: Calculation Algorithm, Peripheral Dose, Stereotactik Radiosurgery