vol. 6 6/2017 Inżynier i Fizyk Medyczny
368
artykuł
\
article
radioterapia
\
radiotherapy
Wartość średnia różnicy i rozproszenie wyrażone jako odchyle-
nie standardowe wynosiły odpowiednio -1,63%; 1,93%.
Omówienie wyników
Podejmowane są liczne wysiłki, aby uczynić z radioterapii bez-
pieczne i skuteczne narzędzie do leczenia nowotworów. Ta dba-
łość o bezpieczeństwo znajduje swoje odzwierciedlenie w zale-
ceniach, a nawet w stanowionym prawie. W Polsce wymagane
jest, aby obliczenia liczby jednostek monitorowych, wielkości
proporcjonalnej do zdeponowanej dawki, wykonane w syste-
mie planowania leczenia były weryfikowane przez niezależne
obliczenia lub pomiar. W przypadku skomplikowanych technik,
takich jak IMRT, najczęściej stosowana jest weryfikacja dozyme-
tryczna. Ma to tę zaletę, że oprócz sprawdzenia wykonanych
obliczeń, kontrolowane jest również działanie akceleratora me-
dycznego. W prostszych technikach uważa się, że wystarczające
jest sprawdzenie niezależną metodą obliczeniową. Do niedawna
proste plany leczenia, stosowane np. w przypadku terapii palia-
tywnej, były przygotowywane z użyciem konwencjonalnego sy-
mulatora terapeutycznego i zwykle zawierały jedynie dwa pola
przeciwległe. W tym przypadku zakładano, że ciało pacjenta
jest jednorodne, co pozwalało wykonywać obliczenia tak, jakby
wiązka oddziaływała z wodą. Takie obliczenia można było z wy-
starczającą dokładnością wykonać ręcznie. Obecnie ze względu
na znacznie większą dostępność tomografii komputerowej oraz
rozwój radioterapii te proste techniki są zastępowane przez
techniki konformalne, a plany leczenia są wykonywane w nowo-
czesnych systemach planowania leczenia. Wobliczeniach rozkła-
du dawki uwzględniane są tkanki różniące się gęstością od tkan-
ki miękkiej. Pola terapeutyczne, dzięki stosowaniu kolimatorów
wielolistkowych, mają dość skomplikowany kształt, znacznie
odbiegający od stosowanych dawniej pól prostokątnych. Te
wszystkie zmiany wymagają wprowadzania nowych narzędzi ob-
liczeniowych. W pracy tej przedstawiono porównanie obliczeń
liczby jednostek monitorowych wykonanych w systemie Eclipse
(ver.) oraz wykonanych z użyciem programu REF i komercyjnie
dostępnego programu RadCalc firmy SunNuclear. Program REF
był przez wiele lat podstawowym narzędziem używanym do
obliczania i weryfikowania obliczeń liczby jednostek monitoro-
wych. Przed wykonaniem pracy prawidłowość działania obydwu
programów oraz systemu Eclipse została sprawdzona poprzez
obliczenia w jednorodnym fantomie wodnym. System Eclipse
był również sprawdzony w odniesieniu do obliczeń wykonanych
w niejednorodnym fantomie.
Liczba jednostekmonitorowych obliczonychwprogramie REF
jest znacznie niższa niż w systemie Eclipse. Dla wiązek o energii
6 MV ta różnica średnio przekracza 3%. W wewnętrznych zale-
ceniach uzyskanie rozbieżności przekraczającej 3% oznacza ko-
nieczność bardziej wnikliwej analizy otrzymanych danych. Inny-
mi słowy, niemal wszystkie plany przygotowane w rejonie klatki
piersiowej, w których płuca znacząco modyfikują rozkład dawki,
musiałyby zostać poddane dodatkowej weryfikacji, co znacząco
zwiększa nakład pracy. W przypadku wiązek o energii 15 MV,
dla programu REF, uzyskano lepszą zgodność. Nadal jednak
w 11 przypadkach na 31 różnica przekracza 3%. Bardziej szcze-
gółowa analiza uzyskanych wyników wskazuje, że rozbieżności
mają swoje źródło w fakcie, że w systemie REF nie uwzględ-
niana jest zmiana wielkości i kształtu pola promieniowania. Do
obliczeń używane jest zawsze większe pole, co zwiększa moc
dawki i w konsekwencji prowadzi do uzyskania mniejszej liczby
jednostek monitorowych. Dla większego pola w mocy dawki
większy jest udział promieniowania rozproszonego. Dodatkowo
obecność tkanki o gęstości znacząco niższej od gęstości tkanki
miękkiej zmniejsza liczbę oddziaływań fotonów z absorbentem,
co dodatkowo zmniejsza udział promieniowania rozproszonego
w mocy dawki. Analiza udziału w mocy dawki promieniowania
rozproszonego pozwala wytłumaczyć znacznie lepszą zgodność
obliczeń wykonywanych w programie RadCalc i w programie Ec-
lipse. W programie RadCalc uwzględniana jest zmiana kształtu
pola, co pozwala przynajmniej częściowo skompensować wpływ
zmiany mocy dawki rozproszonej. Autorom tej pracy nie udało
się wytłumaczyć różnic otrzymanych dla metody TPR i PDG.
Obydwie metody wydają się być identyczne. Jedyna różnica
polega na trochę innej metodzie określania wpływu i wielko-
ści, i kształtu pola na moc dawki. Ze względu jednak na to, że
w wiązkach o energii 6 MV i 15 MV udział promieniowania roz-
proszonego w mocy dawki nie przekracza 15% inne podejście
do określania równoważnego pola nie tłumaczy otrzymanych
różnic pomiędzy metodą TPR i PDG.
W kilku przypadkach otrzymaliśmy bardzo duże różnice po-
między obliczeniami wykonanymi w systemie Eclipse i inną,
prostszą metodą, przekraczające nawet 8%. Przypadki te zosta-
ły szczegółowo przeanalizowane. Stwierdziliśmy, że wytłuma-
czeniem tak dużych różnic było: 1) umieszczenie punktu izocen-
trycznego w obszarze płuca lub stosunkowo blisko brzegu pola
terapeutycznego, co oznaczało, że obliczenia były wykonywane
w obszarze braku równowagi elektronowej; 2) sytuacja, w której
ogromna objętość płuc znajdowała się w polu terapeutycznym,
co prowadziło do znacznej zmiany mocy dawki od promieniowa-
nia rozproszonego. W celu zweryfikowania tych hipotez zmienia-
liśmy położenie punktu obliczeniowego, aby uniknąć opisanej
sytuacji. Zawsze po zmianie położenia punktu obliczeniowego
uzyskiwaliśmy znacznie lepszą zgodność obliczeń wykonanych
w systemie Eclipse i wykonanych metodą uproszczoną. To do-
świadczenie wskazuje na konieczność starannego umieszczania
punktu obliczeniowego.
Powstaje merytorycznie uzasadnione pytanie, czy sposób,
w jaki przeprowadzono ocenę przydatności metod uprosz-
czonych do weryfikowania obliczeń wykonywanych w nowo-
czesnych systemach planowania leczenia jest wiarygodny.
Sprawdzenie wyrafinowanego oprogramowania poprzez bar-
dzo proste oprogramowanie może nasuwać wątpliwości. To
prawda. Dlatego należy zawsze pamiętać, że ostateczną wery-
fikacją przydatności do stosowania systemu planowania lecze-
nia do wykonywania obliczeń jest porównanie tych ostatnich
