Control of dosimetric process and 3D computer-based treatment planning system with thermoluminescence dosimeters (TLD) at the randophantom, in head and neck radiotherapy

Çalışmanın amacı baş-boyun radyoterapi tekniğinin, 3 boyutlu bilgisayarlı tedavi planlama sisteminde hesaplanan doz değerleri ile randofantom üzerine yerleştirilmiş termolüminisans dozimetri ile ölçülen dozları karşılaştırarak, dozimetrik sürecinin kontrolüdür.Çalışmada Uludağ Üniversitesi Tıp Fakültesi Radyoterapi Merkezinde bulunan randofantom, dozimetrik ekipman ve tedavi cihazları kullanıldı. Randofantom üzerine, daha önceden belirlenen hedef volüm ve kritik yapıları temsil edebilecek noktalara, ölçüm yapılacak termolüminisans dozimetrelerle (TLD) eşdeğer özelliklere sahip yalancı TLD'ler yerleştirildi. Sabitlemede kullanılan mask fantoma uygulandıktan sonra tedavi pozisyonunda Bilgisayarlı Tomografi-Simülatörde, kesit görüntüler alındı. Konvansiyonel hipofarenks radyoterapisinde kullanılan alanlar, sanal simülasyonla, belirlendi. BTPS'den elde edilen dijital radyografilere uygun olarak alanlar konvansiyonel simülatörde randofantom üzerine çizildi. Alınan simülasyon filmleri BTPS'ne aktarılarak kontrol edildi ve nokta doz değerleri hesaplandı. Kalibre edilen TLD'ler randofantom üzerine önceden belirlenen noktalara yerleştirildi. Her teknik için 5'er kez ışınlama yapılarak ölçüm değerlerinin ortalamaları elde edildi. Çalışmada hedef hacim ve kritik organ (medulla spinalis, parotis vb.) dozları incelendi. Ayrıca lateral ve supraklavikuler alanların bitiştiği düzlemdeki dozlara bakıldı. BTPS ve ölçülen değerler arasında ±%5'in altındaki değerler kabul edilebilir sınırlar içine alındı.Target volümde (hipofarenkste) bulunan 2 noktada BTPS ile hesaplanan doz değerlerinin ortalaması 207 cGy iken, bu noktalarda TLD ile ölçülen dozların ortalaması 203,5 cGy idi. Aradaki fark %2'in altındadır. Supraklaviküler alan ile lateral alanların çakışma düzleminde hesaplanan ve ölçülen dozlar arasındaki fark maksimum %3,59 olarak bulundu. Lenf nodu bölgelerinde ölçülen değerler BTPS'den alınan değerlerle karşılaştırıldığında maksimum fark %3,59 idi. Kritik organ olarak kabul edilen medulla spinalis, beyin sapı, orta kulak, parotis ve optik sinirler için alınan ölçümlerde hata oranları kabul edilebilir sınırlar içinde bulundu. Saçılma dozlarından etkilenen lenslerde aldığımız ölçümlerde elde edilen değerler ile BTPS verileri arasındaki fark %5,88 idi. Tedavi alanlarının doğruluğunu test etmek için önerilen giriş-çıkış dozlarını ölçmek için yerleştirdiğimiz 3 noktada BTPS verisi ile ölçülen değer arasındaki fark %3'ün altında bulundu. Foton-elektron kombinasyonunun kullanıldığı boost alanlarında yapılan ölçümler ve BTPS verileri arasındaki farklar %5'in altındaydı.Çalışmamızda elde edilen sonuçlar, her ne kadar kabul edilebilir sınırlar içinde olsa bile, bilgisayarlı tedavi planlama algoritmalarında kullanılan dozimetrik süreç ve tedavi uygulamasının TLD ile yapılan in vivo doz ölçümleriyle kontrolünün, ideal olmasa da, yararlı olabileceğini göstermektedir.Purpose of this study is to control dosimetric process for the 3D computerized radiotherapy planning of head and neck with the comparison of measured doses from thermoluminescence dosimeters experimentally.In this study we use dosimetric equipment, treatment devices and randofantom of Uludağ University Medical Faculty Radiotherapy department. Fake thermoluminescence dosimeters (TLD) that have the same properties as real TLD?s, were implanted to the points which assigned to represent target volume and critical organs. The mask that used to fix head and neck patients, applied then fantom at the treatment position taken to the computerized tomography-simulator and screened by 0,5 cm intervals. Target volume and neighbour critical organs contoured and then send to the computerized treatment planning system (CTPS). Conventional hypopharynx radiotherapy fields defined at the virtual simulation. The lateral and supraclavicular fields that fits to digital radiographs drawn on the randofantom at the conventional simulation. Simulation radiographs taken to the CTPS to control the fields and blocks then determined point doses. Calibrated TLD?s implanted in the randofantom points that assigned before. For the treatment tecnique irridation applied for 5 times to get the average of the measured values. Before the irradiation, port films taken from the treatment fields and compared to the simulation radiographs to control the fields. In this study, target volume and critical organ (medulla spinalis, parotid etc..) doses analysed. Also, at the joint platform of lateral and supraclavicular field doses controlled. Difference between the CTPS and measured doses lower than +/-%5 were taken in the acceptable margins.The mean of measured doses from 2 points at the target volume (hypopharynx) were 203,5 cGy and mean of calculated CTPS doses were 207 cGy. The difference between measured and calculated doses are below %2 in the clinic target volume. Maximum difference of measured and calculated doses at the supraculavicular and lateral field junction plane is %3,49. At the lymph node regions, that are within the planning treatment volume, the maximum difference was %3,59. For the organs at risk that were placed in the planning treatment volume such as medulla spinalis, brain stem, parotid glands, middle ear and optical nerves, the calculated and measured doses were in the acceptable level. But the dose of lenses were slightly out of the range (%5,88). The measured doses from enter and exit points were not more or less than %3 of CTPS data.At the boost level lateral photon and electron fields junction point doses measured as enter and exit doses and dose difference between the CTPS and the TLD were %1,35 and %1,41. Medulla spinalis were accepted as critical organ at the boost level and measured doses were between 6,81 cGy to 13,8 cGy . On the other hand, CTPS doses were between 6,8 cGy to 14 cGy. The usual critical organs as brain stem, middle ear and optical nevre dose difference from the CTPS were found below the %3. The main target volume, hypopharnx doses, that wanted to cover whole boost isodoses, measured as 213,3 cGy and 215,4 cGy. This doses were calculated with CTPS as 216,3 cGy and 216,8 cGy.In this study, even if, the difference between the calculated and measured doses were in the acceptable margin, controlling the algoritm that CTPS used to calculate the dosimetric process and treatment period with TLD dosimeters is useful for all levels