The influence of dose calculation algorithms on TCP in radiotherapy

W planowaniu rozkładu dawki w radioterapii stosowane są różne algorytmy obliczające. Najprostsze z nich, stosowane od wielu lat, dają dobrą zgodność: obliczenia – pomiar, ale tylko w przypadku najprostszych modeli, np. w ośrodku o jednorodnej gęstości. Wraz z rozwojem technik obliczeniowych pojawiły się algorytmy, które uwzględniały coraz więcej zjawisk fizycznych oddziaływania promieniowania z materią. Różnice pomiędzy dawkami obliczonymi i zmierzonymi, dla bardzo wyrafinowanych sytuacji klinicznych, są coraz mniejsze, mieszczą się granicach niepewności metody. Czy zatem dokładność obliczeń może mieć wpływ na wyniki radioterapii? Aby odpowiedzieć na to pytanie, należy rozkłady dawek fizycznych połączyć z dawkami biologicznie równoważnymi i obliczyć prawdopodobieństwo miejscowego wyleczenia. Skorzystano z modelu liniowo-kwadratowego oraz modelu Poissona. Wykonane obliczenia wskazują, że istnieje wpływ algorytmu obliczającego na prawdopodobieństwo miejscowego wyleczenia. Jednak jest on uzależniony od lokalizacji guza nowotworowego. W sytuacji, kiedy różnice gęstości w napromienianej objętości nie są zbyt duże – najprostsze i najbardziej zaawansowane modele wyliczają podobne dawki, czyli nie wykazują wpływu na prawdopodobieństwo miejscowego wyleczenia. Jednak w sytuacji dużych różnic w gęstościach, prostsze modele mogą znacznie zafałszować rozkłady dawek, co przekłada się na TCP.In the radiotherapy treatment planning, different calculation algorithms are used. Can the accuracy of calculations affect the results of radiotherapy? Physical dose distributions should be combined with biologically equivalent doses and calculated the local control probability. The Linear-Quadratic model and the Poisson model were used. The dose calculations indicates that there is an effect of a computing algorithm on the local control probability. However, it depends on the location of the tumor. In the case of large differences in densities, more simple models can significantly distort dose distribution, which affects the TCP