İnhomojen dokularda analitik anizotropik ve pencil beam convolution algoritmalarıyla hesaplanan dozların karşılaştırılması

İnsan vücudu kemik, akciğer ve yumuşak doku gibi farklı yoğunluklara sahip dokular içermektedir. Işının geçtiği dokularda su eşdeğeri olmayan inhomojen ortamların varlığı, doz dağılımlarında değişikliklere sebep olacaktır. Işınlanan dokularda dozun doğru olarak belirlenebilmesi için, doz hesaplama algoritmaları inhomojen yapılarda doğru modelleme yapmalıdır. Bu çalışmada yoğunluk ayarlı radyoterapi planlarında (YART) Anizotropik Analitik (AAA) ve Pencil Beam Convolution (PBC) algoritmalarının inhomojen dokulardaki doz dağılımları karşılaştırılmıştır. Ayrıca iyon odası ölçümleriyle hesaplanan ve ölçülen dozların uyumu incelenmiş, homojen ve inhomojen fantomlarda algoritmaların profil ve yüzde derin doz (YDD) eğrileri karşılaştırılmıştır. Bunun yanında AAA ve PBC kullanılarak hesaplanan YART planlarında hedef hacim içerisinde var olan hava eşdeğeri doku hacminin elde edilen doz dağılımına etkisi araştırılmıştır. AAA ve PBC'nin doz dağılımları karşılaştırıldığında, risk altındaki organların maruz kaldığı dozlar arasında klinikte ihmal edilebilecek fark saptanırken, hedef hacim içerisindeki sıcak doz bölgesinin hacmi AAA ile PBC'den anlamı olarak fazla bulunmuştur (p=0.005). Homojen fantomda hesaplanan ve ölçülen dozlar karşılaştırıldığında AAA planları için alamlı fark bulunamazken (p=0.074) PBC planları için anlamlı fark bulunmuştur (p=0.012) fakat bu fark %3'ten küçüktü. İnhomojen fantomda ise hesaplanan ve ölçülen dozlar karşılaştırıldığında AAA planları için anlamlı fark yokken (p=0.139) PBC planları için anlamlı fark saptanmıştır (p=0.007) ve bu fark %6'dan büyüktü. AAA ve PBC'nin homojen fantomdaki YDD ve profilleri arasında anlamlı fark olmamakla beraber inhomojen fantomdaki profil eğrilerinde, özellikle alan kenarlarında anlamlı fark bulunmuştur. İnhomojen fantomdaki YDD'ler incelendiğinde ise hava eşdeğeri dokuyu AAA ve PBC birbirlerinden farklı modellemişlerdir. Ayrıca, hedef içerisindeki hava eşdeğeri hacmin miktarı arttıkça, planlarda maksimum doz ve sıcak doz hacminin arttığı gözlenmiştir.