Summary

AMAÇ
Bu çalışmada, ArcCHECK dozimetri sisteminin karakteristiğini göstermek için performans testleri yapılarak VMAT planları için uygunluğu değerlendirildi.

GEREÇ VE YÖNTEM
Kısa dönem tekrar edilebilirlik, doz hızı, alan boyutu ve doz lineerite bağımlılığı testleri 6X, 10X ve 6FFF enerjileri için yapıldı. Ayrıca sekiz basit plan ve 10VMAT planı ArcCHECKQA sistemi tarafından değerlendirildi.

BULGULAR
ArcCHECK sisteminin kısa dönem tekrar edilebilirlik için standart sapma 6X için %0.043, 10X için %0.06 ve 6FFF için %0.057 bulundu. Output 20 MU'dan fazla olduğunda doz cevap değişimi 6X için ±%0.3, 10X için ±%0.2 ve 6FFF için ±%0.16'nın içinde idi. Doz hızı bağımlılığı için, doz hızı ile rölatif doz sonuçları 6X için %0.6, 10X için %1.1 ve 6FFF için %0.4 artış gösterdi.

SONUÇ
ArcCHECK'in kısa dönem tekrar edilebilirlik, doz linearitesi, doz hızı ve alan boyutu bağımlılığı son derece iyi ve klinik kalite kontrol için uygundur.

SummaryIntroductionMethodsResultsDiscussionReferences

Introduction

Yoğunluk ayarlı radyoterapi (IMRT) 3 boyutlu konformal radyoterapiye göre (3BKRT) karmaşık bir tedavi tekniğidir ve kullanımı son yıllarda hızla artmıştır. Yoğunluk ayarlı radyoterapinin 3BKRT'ye göre daha konformal bir doz dağılımı sağladığı ve sağlıklı dokuları daha iyi koruduğu birçok çalışma ile gösterilmiştir. Yoğunluk ayarlı radyoterapi planları çoklu yaprak kolimatör (MLC-Multilif Collimator kullanarak birçok alandan oluşması dolayısı ile karmaşıktır ve bundan dolayı IMRT planlarının dozimetrik doğruluğu ve kalite kontrolü önemlidir. Son zamanlarda kullanımı hızla artan Volumetrik Modulated Arc Therapy (VMAT) IMRT'ye göre daha gelişmiş bir tedavi tekniğidir. Volumetrik Modulated Arc Therapy tedavileri tekli ya da çoklu arklarla doğrulukla ve etkili bir şekilde iletilebilmektedir. Volumetrik Modulated Arc Therapy'de IMRT'den farklı olarak aynı anda gantri dönme hızı, doz hızı ve MLC şekli sürekli değiştiğinden VMAT iletimi IMRT'ye göre daha karmaşıktır. Volumetrik Modulated Arc Therapy'nin öncelikli avantajı sabit gantri IMRT'den çok daha hızlı bir sürede hastayı tedavi edebilmesidir. Rao ve ark., VMAT tedavisi ile sabit gantri IMRT ve helikal tomoterapiyi karşılaştırmışlar ve VMAT tedavi zamanını ortalama 2.1–4.6 dakika, IMRT tedavisini oratalama 7–11 dakika ve helikal tomoterapi tedavi zamanının da 4–7 dakika arasında değiştiğini göstermişlerdir.[1] Volumetrik Modulated Arc Therapy'nin bir başka avantajı ise, MU etkinliğinin artması yani daha az MU ile tanımlanan dozun iletilmesidir. Artan MU etkinliğinin iki ana etkisi vardır; Birinci olarak, tedavi cihazının aşınma ve yıpranmasını azaltır, ikinci olarakta MU'nun azalmasına bağlı olarak sızıntı ve saçılım dozunu azaltır. Yine Rao ve ark.nın yaptığı aynı çalışmada ve benzer çalışmalarda VMAT'nin IMRT'den yaklaşık olarak %18 daha az MU kullandığı gösterilmiştir.[1–3] Tedavi tekniklerine göre kritik organ karşılaştırması yapıldığında VMAT tekniğinin bazı olgularda sabit gantri IMRT'den daha iyi bir kritik organ koruması sağladığı gösterilmiştir.[1,3–4] Volumetrik Modulated Arc Therapy'nin ana dezavantajı ise sabit gantri IMRT'ye göre optimizasyon zamanının uzun olmasıdır. Ancak optimizasyon zamanları gelişen cihaz ve teknolojilerle azaltılmıştır.

Yoğunluk ayarlı radyoterapi ve VMAT tekniği iletimin dinamik doğasından ve MLC hareketi ile module edildiğinden dolayı daha ayrıntılı commissioning, cihaza ve hastaya özgü kalite kontrol (QA) gerektirir.[5] Rotasyonel tedavinin dozimetrik performansını değerlendirmek için birçok yöntem vardır. Bunlardan bazıları jel dosimetri,[6] elektronik portal görüntüleme cihazları (Electronic portal imaging device [EPID])[7,8] ve film dozimetrileridir (radyografik ya da radyokromik).[9,10] Jel ve film dozimetri çok zaman alıcı iken portal dozimetri günlük hasta kalite kontrolü için çok daha zaman kazandırıcıdır. Bunlara alternatif olarak son yıllarda yeni elektronik iyon odası ve diyod dedektör arraylerinin ticari olarak kullanılabilir olması ve bu düzlemsel arraylerin set-up kolaylığından dolayı birçok klinik 2 boyutlu (2B) dedektör array sistemlerine geçiş yapmıştır. İki boyutlu dedektör arraylerin (PTW seven29, İBA Matrixx ve Sun- Nuclear MapCHECK) IMRT planlarının doğrulanmasında klinik olarak uygunluğu birçok çalışmada gösterilmiştir.[11–14] Jursinic ve ark. modifiye edilmiş MAPCHECK ile açı bağımlılığını orjinal MAPCHECK'e göre %20'den %2'ye azaltabileceklerini göstermişler,[11] Van Esch ve ark.nın yaptığı bir başka çalışmada ise 2D array'in yön bağımlılığını kompanse etmek için Seven29 iyon odası array'ini (PTW, Freiburg, Germany) Octavius fantom ile birlikte kullanmışlar,[13] Han ve ark.nın yaptığı çalışmada ise MatriXX iyon odası array'i (IBA Dosimetry GmbH, Schwarzenbruck, Germany) uygun düzeltme faktörü ile kullanılmıştır.[14] Ancak birçok çalışmada düzlemsel array dedektörlerin sabit gantri açılı IMRT tedavi planlarının kontrolü için uygun ancak düzlemsel dizaynlarından dolayı lateral demetlerin büyük kısmının kaybından ve bu alanların kalibrasyonundaki belirsizliğinden dolayı ark tedavisinin tedavi öncesi hasta kalite kontrolü için ideal olmadığı çünkü düzlemsel arraylerle yapılan tedavi öncesi toplam planın kalite kontrolünde gamma analiz tabanlı geçme oranlarının planın önemli dozimetrik hatalarına karşın hassas olmadığı gösterilmiştir.[15–18] Yapılan çalışmaların sonucunda VMAT'nin kompleks doz iletiminde, kapsamlı ve doğru hasta QA için 3B QA sistemleri, 2B'li düzlemsel arraylerin kullanımına göre daha tercih edilir olmuştur.

Üç boyutlu QA sistemleri, hasta tabanlı dozun tahmini için hasta anatomisi üzerine ölçülmüş QA fantom dozunu yeniden oluşturmaya yetenekli bir yazılım ve 3B doz fantomundan oluşur. Son yıllarda IMRT ve VMAT planlarının rutin kalite kontrolünde kullanılmak üzere birçok üretici tarafından 3B'li dedektör sistemleri üretilmiştir. Bunlardan bazıları; Delta4 diyod array fantom (ScandiDos Inc, Uppsala, Sweden),[19,20] MatriXX iyon odası array ve COMPASS yazılımı (IBA Dosimetry, Schwarzenbruck, Germany),[21] Dosimetry Check (Math Resolutions LLC, Columbia, MD), PTW Seven 29 iyon odası array ile Octavius fantom[22] ve ArcCHECK silindirik diyod array ve 3DVH (Sun Nuclear Inc, Melbourne, FL) yazılımıdır.[23–25]

Yeni 3B'li diyod array ArcCHECK (Sun Nuclear, Melbourne, FL), IMRT ve VMAT rutin hasta öncesi QA'i için geliştirilmiştir. ArcCHECK 10 mm dedektör aralığına sahip 1386 diyod dedektörden oluşmuş su eşdeğeri silindirik bir fantomdur (Şekil 1a). ArcCHECK'nin silindirik geometrisinden dolayı bütün dedektörler bütün gantri açılarındaki demete diktir. Aktif dedektör çapı 0.8x0.8 mm'dir. ArcCHECK'nin dış çapı 26.6 cm ve yüzeyden ArcCHECK'nin merkezine olan uzaklık (yarıçap) 13.3 cm'dir. ArcCHECK, iç ve dış olmak üzere iki bölümden oluşmaktadır. Dış kısım 6 cm kalınlığında ve iç kısım 15 cm çapında bir kavitedir. ArcCHECK'de dedektörler 3.28 cm su eşdeğeri derinliğine eşit 2.85 cm akrilik buildup derinliğe gömülüdür (Şekil 1b). Kavite kısmına yerleştirilen bir plug ile plugun ortasına iyon odası yerleştirilmesine olanak sağlayan geometrisi ile aynı anda ArcCHECK ile merkezi eksen doz ölçümü yapılmaktadır.

Sekil 1: (a) ArcCHECK 1386 diyod dedektörden oluşmuş su eşdeğeri silindirik bir fantomdur. (b) ArcCHECK’de dedektörler 3.28 cm su eşdeğeri derinliğine eşit 2.85 cm akrilik buildup derinliğe gömülüdür.

Tedavi öncesi hasta QA için kullanılacak QA cihazının uygun commissioning'i ve uygun doz değerlendirilmesinde cevapların ve değişimin anlaşılması, hataların minimuma indirilmesi ve güven açısından en önemli basamaktır. Her QA sistemindeki olması gibi, ArcCHECK absolute doz ölçümü için yeterince doğru olmalıdır. Bu yüzden ArcCHECK'nin karakteristiğini anlamak önemlidir. Kozelka ve ark. yaptıkları çalışmada ArcCHECK'nin açısal pozisyon bağımlılığı ve alan boyutu bağımlılığını göstermişlerdir.[26] Feygelman ve ark. da yaptıkları çalışma ile ArcCHECK'in minör alan boyutu ve açısal bağımlılığını göstermişlerdir.[26] ArcCHECK ile alan boyutu, yön ve açısal bağımlılıklar üzerine ve sabit ark dozimetrisindeki sınırlamalar yapılan diğer çalışmalarda da gösterilmiştir.[24–27,28]

Hesaplanan ve ölçülen doz karşılaştırılmasında tedavi planlamasında kullanılan doz hesaplama algoritmasının sonuçları etkileyebileceği bilinmektedir. Petoukhova ve ark. montecarlo ve pencil beam algoritma sistemleri ile yapılmış hibrit planlarını hesaplamış ve ArcCHECK dozimetri sisteminde ölçülmüş absolute doz dağılımlarını karşılaştırmışlar ve pencil beam hesaplamalarını ArcCHECK ölçümlerinde anlamlı şekilde farklı bulmuşlardır. Montecarlo algoritmasının pencil beam algoritmasına göre daha iyi sonuç verdiği gösterilmiştir.[25]

Bu çalışmada, ArcCHECK dozimetri sisteminin karakteristiğini göstermek için kısa dönem tekrar edilebilirlik, doz hızı bağımlılığı, alan boyutu bağımlılığı ve doz linearitesi testleri SNC patient yazılımı (Versiyon 6.2.3) kullanılarak flattening filter'li 6 MV ve 10 MV ve flattening filter olmadan 6MV foton demetleri için ayrı ayrı yapılmıştır. Ayrıca 10 VMAT hasta planının ArcCHECK QA sisteminde ölçümleri alınarak ArcCHECK'nin VMAT hasta planlarının doğrulanmasındaki hassasiyeti incelenmiştir. Hasta planlarının karşılaştırmasında Tedavi Planlama Sistemi (TPS) hesaplamalarına karşı fantom ölçümlerinin karşılaştırılması 3B gamma analizi üzerinden yapılmıştır.[ 29,30] Bütün ölçümler merkezi plug yerleştirilerek ve homojen densite değerinde yapılmıştır.

Gamma analiz sonuçları ArcCHECK'de ölçülmüş ve TPS'de hesaplanmış referans dozlar arasındaki uyumla gösterilmiştir. Gamma değerlendirmeleri %3/3 mm ve %2/2 mm için ayrı ayrı hesaplatılmıştır. Gamma değerlendirmeleri absolute modda, analizi klinik olarak ilgili alana sınırlandırmak için %10 threshold'da ve maksimum doza normalize edilerek yapılmıştır. ArcCHECK'de performans testlerinden önce ArcCHECK'nin array kalibrasyonu ve absolute doz kalibrasyonu yapılmıştır.

SummaryIntroductionMethodsResultsDiscussionReferences

Methods

Bütün ölçümler ortadaki 32 adedi 0.25 cm ve kenarlarda 28 adedi 0.5 cm kalınlığında toplamda 120 yapraklı HD MLC'li (High Definition-Multileaf Collimator) Truebeam STX lineer hızlandırıcıda 6 MV, 10 MV flattening filter'lı ve son yıllarda kullanımı özellikle SRS/SBRT (Stereotactic Radio- Surgery/Stereotactic Body Radiation Therapy) klinik uygulamalarında sıklıkla artan 6 MV flattening filtersız (6X, 10X ve 6 FFF (Flattening Filter Free) olarak gösterilmiştir) foton enerjileri için ayrı ayrı yapılmıştır. Çalışmaya dahil edilen 10 VMAT hastasının tedavi planları Varian Eclips TPS'de (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA, versiyon 11) ve analytical anisotropic algoritması (AAA) kullanılarak 2.5 mm x 2.5 mm x 2.5 mm voksel boyutuyla hesaplatılmıştır. ArcCHECK QA sisteminin performansını incelemek için çeşitli temel testler yapılmıştır. Absolute doz ölçüm karşılaştırmaları için 0.6 cc farmer tip ve 0.125 cc iyon odası kullanılmıştır.

ArcCHECK kalibrasyonu
ArcCHECK ölçüm için kullanılmadan önce üretici tarafından dizayn edilen kalibrasyon işlem basamakları kullanılacak herbir enerji için ayrı ayrı yapılmalıdır. Bu kalibrasyon işlemleri iki kısımdan oluşmaktadır. İlki array kalibrasyonu, ikincisi ise absolute doz kalibrasyonudur. Array kalibrasyonunda amaç diyod arraydeki rölatif hassasiyet farkını belirleyip diyodları aynı duyarlılığa getirmektir. Absolute doz kalibrasyonu ise, absolute dozimetri standartında iyon odasıyla daha önce ölçülmüş dozun bilindiği derinlikte arrayle yapılan açık alan ölçümüdür. Bu doz kalibrasyon düzeltme faktörü array hassasiyet düzeltme faktörüyle birlikte bütün dedektörlere uygulanır. Array kalibrasyonu üretici tarafından oluşturulmuş 12 basamaklı bir ışınlama işlemini içerir. Absolute doz kalibrasyonunda ise ölçümler her bir enerji için katı-su fantomda ArcCHECK fantomunun yüzeyinden 2.85 cm uzaklığa gömülü olan dedektörlerin 3.28 cm su eşdeğeri buildup mesafesinde 0.6 cc iyon odası ile ölçülmüştür. Absolute doz kalibrasyonu çalışmada kullanılacak her foton enerjisi için (6X, 10X ve 6 FFF) 10x10 cm² alan boyutunda SAD 100 cm'de (SSD=86.3 cm) 200 MU verilerek yapılmıştır (Şekil 2a). İyon odasından elde edilen doz değerleri ArcCCHECK fantomunun oda lazeri ile hizalandırıldığında (SSD=86.7 cm) 10x10 cm²'lik alanda 200 MU verilerek yapılan ölçümde iyon odası değerleri tanıtılarak yapılmıştır.

Sekil 2: (a) Absolute doz kalibrasyonu her foton enerjisi için 10x10 cm² alan boyutunda SAD 100 cm’de (SSD=86.3 cm) yapılmıştır. (b) İzomerkezdeki absolute dozu ölçmek için ArcCHECK fantomunun içine PTW 0.125 cc iyon odası yerleştirilmiştir.

Bütün ölçümler ArcCHECK merkezi plug yerleştirilerek yapılmıştır. ArcCHECK fantomu tarafından kaydedilen ölçümler ölçüm doz dosyasına kaydedilmeden önce background radyasyon için düzeltme faktörü, açısal bağımlılık, alan boyutu bağımlılığı ve heterojenite düzeltmesi otomatik olarak uygulanır. Çalışmadaki yapılmış bütün karşılaştırmalarda bu düzeltme faktörleri uygulanmıştır. Bu düzeltme faktörleri yukarıda anlatılan ArcCHECK'nin ilk kalibrasyonu sırasında belirlenir ve SNC yazılımında text dosyası olarak sağlanır. Her ölçümden sonra “Stop” tuşuna basıldığında, yazılımda bir işlem çubuğu görünür ve bu sırada herbir gantry açısı hesaplanır ve bahsedilen bütün düzeltmeler (background düzeltmesi, açısal düzeltme, alan boyutu düzeltmesi ve heterojenite düzeltmesi) uygulanır. SNC yazılımı alan boyutunu hesaplayarak alan boyutu düzeltme faktörü uygulanır ve kullanılan enerjiye, diyod lokasyonuna ve plug kullanımına göre düzeltme faktörü uygulanır. Tedavi Planlama Sistemi hesaplanmış doz Arc- CHECK değerlendirme testlerinde referans olarak kullanılmıştır.

Performans testleri
Kısa dönem tekrar edilebilirlik
ArcCHECK diyod array kısa dönem tekrar edilebilirliği standart sapma (SS) hesaplanarak değerlendirilmiştir. Kısa dönem tekrar edilebilirlik her bir enerji için (6X, 10X ve 6 FFF) ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Ölçümler SAD 100 cm'de (SSD

86.7 cm) ve alan boyutu 10x10 cm'de 100 MU (Monitor Unit) verilerek yapılmıştır. Eğer fantomun alttan kesilip silindirik şeklin transverse düzlemde 2B dikdörtgen hale getirildiği düşünülürse bütün diyodlar aynı düzlemde yayılır. Bu şekilde düşünüldüğünde analiz için kullanılan ArcCHECK silindirin merkezi ekseninin 5 mm içindeki 6 diyodun gösterimi Şekil 3'de gösterilmiştir. Bu merkezi 6 diyodun herbiri için 10 kez ölçüm alınarak tekrar edilebilirlikleri ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Lineer hızlandırıcı output'undaki herhangi bir değişimi kompanse etmek için absolute dozlar için ArcCHECK fantomunun içine yerleştirilmiş iyon odası kullanılmıştır (Şekil 2b) ArcCHECK diyodları ile ölçülmüş dozlar iyon odası ile ölçülmüş doza normalize edilmiş ve sonra herbir diyoddan alınmış 10 sonuç ortalama değere normalize edilmiştir.

Sekil 3: ArcCHECK diyod dedektörün merkezi ekseni etrafındaki 6 dedektör.

Doz lineeritesi
Ölçümler her bir enerji için (6X, 10X ve 6 FFF) 10x10 cm² alan boyutunda ve SAD 100 cm'de yapılmıştır. ArcCHECK diyodun doz lineerite cevabı 2–400 (2, 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 200, 250, 300, 350 ve 400) MU demet iletiminde merkezdeki 6 diyodunun output ölçümlerinin ortalaması alınarak değerlendirilmiştir. Lineer hızlandırıcı output'undaki herhangi bir değişimi kompanse etmek için absolute dozları elde etmek için ArcCHECK fantomunun içine iyon odası yerleştirilmiş ve ArcCHECK ile alınan ölçümler ilgili iyon odası ölçümüne normalize edilmiştir. Ölçümlerdeki belirsizliği yok etmek için ölçümler beş kez tekrarlanmıştır.

Doz hızı bağımlılığı
Ölçümler SAD 100 cm ve 10x10 cm²'lik alanda 100 MU verilerek yapılmıştır. Doz hızı bağımlılığı, 6X ve 10X foton enerjileri için 20, 40, 80, 100, 200, 300 ve 400 MU/min ve 6FFF foton enerjisi için 400, 600, 800, 1000, 1200 ve 1400 MU/min doz hızlarında merkezdeki 6 diyodunun output ölçümlerinin ortalaması alınarak değerlendirilmiştir. Hızlandırıcı outputunda olabilecek herhangi bir değişimi kompanse etmek için izomerkezdeki absolute dozu ölçmek için ArcCHECK fantomunun içine iyon odası yerleştirilmiştir ve ArcCHECK'nin herbir ölçümü ilgili iyon odası ölçümüne normalize edilmiştir. Ölçümler arasındaki belirsizliği en aza indirmek için her bir ölçüm üç kez tekrarlanmıştır.

Alan boyutu bağımlılığı
Ölçümler SAD 100 cm'de ve 100 MU'da yapılmıştır. Alan boyutu bağımlılığı 3x3, 4x4, 5x5, 6x6, 8x8, 10x10, 12x12, 15x15, 18x18, 20x20 ve 25x25 cm² alan boyutlarında merkezdeki 6 diyodun output ölçümlerinin ortalaması alınarak değerlendirilmiştir. Tüm ölçümler 6X, 10X ve 6 FFF foton enerjilerinde ayrı ayrı yapılmıştır. Ölçümler aynı şartlar altında katı-su fantomun içerisine yerleştirilen 0.6 cc farmer tip iyon odası ölçümleri ile karşılaştırılmıştır. Ölçümler arasındaki belirsizliği en aza indirmek için her bir ölçüm üç kez tekrarlanmıştır. Ölçülen her alan boyutu ayrıca bilgisayarlı tomografi (BT) kesitleri Eclips tedavi planlama sistemine aktarılan ArcCHECK fantomunda oluşturularak hesaplatılmıştır. ArcCHECK'de ölçülmüş sonuçlar, hesaplatılmış TPS dozu ve iyon odası ölçüm sonuçları ile karşılaştırılmıştır.

Basit plan doğrulaması
ArcCHECK QA sisteminde doğrulanmak üzere sekiz basit plan yaratılmıştır. Her bir plan dört alandan oluşan ve 00, 900, 1800, 2700 gantry açılarında dikdörtgen alandan oluşmaktadır. Planların alan boyutları 10 cm x 20 cm, 12 cm x 20 cm, 14 cm x 20 cm, 16 cm x 20 cm, 18 cm x 20 cm, 20 cm x 20 cm, 22 cm x 20 cm ve 24 cm x 20 cm'dir. Tüm ölçümler 6X, 10X ve 6 FFF foton enerjilerinde ayrı ayrı yapılmıştır. Tedavi Planlama Sistemi'nde hesaplanmış doz dağılımı ile ArcCHECK'de ölçülmüş doz dağılımlarını karşılaştırmak için gamma indeks (γ) geçme oranları değerlendirilmiştir.

Volumetrik Modulated Arc Therapy Hasta planlarının doğrulaması
Volumetrik Modulated Arc Therapy planlarının doğruluğunu analiz etmek için farklı tedavi bölgelerini içeren 10 VMAT hastası seçilmiştir. Çalışma için kullanılan hastaların tedavi planlarına ait ayrıntılar Tablo 1'de verilmiştir. Kullanılan hastaların dördü larenks, ikisi prostat, ikisi akciğer ve ikisi mide kanseridir. Hastaya özgü VMAT doğrulaması için ArcCHECK QA sistemi ve SNC Patient yazılımı kullanılmıştır. Volumetrik Modulated Arc Therapy planları ArcCHECK fantomunun BT kesitlerine aktarılarak tekrar hesaplatılmış ve klinik protokolümüze göre kabul edilen VMAT planlarını SNC Patient yazılımında değerlendirmek için TPS'den “RTplan” ve “RTdose” dicom dataları export edilmiştir. ArcCHECK'de ölçülmüş doz dağılımı ile TPS tarafından hesaplatılmış doz dağılımlarını karşılaştırmak için gamma indeks (γ) geçme oranları değerlendirilmiştir.

Tablo 1: Farklı tedavi bölgelerini içeren 10 hastanın tedavi ayrıntıları

SummaryIntroductionMethodsResultsDiscussionReferences

Results

Performans testleri
Kısa dönem tekrar edilebilirlik
Şekil 4, 5 ve 6’da ArcCHECK QA sisteminin sırasıyla 6X, 10X ve 6 FFF enerjilerindeki tekrar zamanına göre doz değişimi gösterilmiştir. Merkezi altı diyotta üç enerji için 10 ışınlama yapılmış ve standart sapmalar 6X için %0.043, 10X için %0.06 ve 6 FFF %0.057 olarak bulunmuştur.

Sekil 4: 6X için kısa dönem tekrar edilebilirlik.

Sekil 5: 10X için kısa dönem tekrar edilebilirlik.

Sekil 6: 6 FFF için kısa dönem tekrar edilebilirlik.

Doz lineeritesi
ArcCHECK doz linearitesinin lineer hızlandırcı output’una karşı grafiği Şekil 7’de gösterilmiştir. Bulunan grafiğin R2 değeri 6X, 10X ve 6FFF enerjileri için 1’e çok yakın bulunmuştur. Şekil 8’de hızlandırıcı output’unun karasızlığını elimine etmek için iyon odası sonuçlarıyla karşılaştırılmalı ArcCHECK doz linearitesi gösterilmiştir. Output 2 MU olduğunda, doz cevap hatası 6X için maksimum –%1.24, 10X için –%1.9 ve 6FFF için –%1.45’dir (doz cevabı 100MU daki doz cevabına normalize edildiğinde). Output 20 MU’dan daha fazla olduğunda doz cevap değişimleri 6X için %0.3, 10X için %0.2 ve 6FFF için %0.16’nın içindedir.

Sekil 7: ArcCHECK’de merkezi 6 diyodun ortalama değerinin 6X, 10X ve 6FFF enerjileri için MU ile değişimi.

Doz hızı bağımlılığı
ArcCHECK’de merkezi 6 diyodun ortalama değerinin 6X için 20, 40, 80, 100, 200 ve 300 MU/ min doz hızlarındaki doz hızı bağımlılığı Şekil 9’da, 10X’in 20, 40, 80, 100, 200 ve 300 MU/min doz hızlarındaki doz hızı bağımlılığı Şekil 10’da ve 6 FFF’nin 400, 600, 800, 1000, 1200 ve 1400 MU/min doz hızlarındaki doz hızı bağımlılığı Şekil 11’de gösterilmiştir. Farklı enerjiler için farklı doz hızlarında alına ölçümler maksimum doz hızındaki ölçüm değerine normalize edilmiştir. Hızlandırıcının output verimini elimine ettiğimiz zaman doz rate ile rölatif doz sonuçları değişimi 6X için maksimum %0.6, 10X için maksimum %1.1 ve 6 FFF için maksimum %0.4 artış göstermiştir. İyon odası 6X için %0.4, 10X için %0.3 ve 6FFF için yaklaşık %0.1 değişim göstermiştir. Sonuçta diyodun doz hızı bağımlılığı dinamik VMAT tedavileri için sorun olabilir.

Sekil 8: İyon odası okumalara karşı ArcCHECK’de merkezi 6 diyodun ortalama değerinin 6X, 10X ve 6FFF enerjileri için MU ile değişimi.

Sekil 9: 6X için ArcCHECK ölçümlerinin ve iyon odası okumalarının doz hızına bağlı değişimi.

Sekil 10: 10X için ArcCHECK ölçümlerinin ve iyon odası okumalarının doz hızına bağlı değişimi.

Alan boyutu bağımlılığı
Şekil 12, 13 ve 14’te ArcCHECK’de merkezi 6 diyodun ortalama değerinin 6X, 10X ve 6FFF enerjilerinde 3x3 cm²’den 25x25 cm²’ye (3 cm x 3 cm, 4 cm x 4 cm, 5 cm x 5 cm, 6 cm x 6 cm, 8 cm x 8 cm, 10 cm x 10 cm, 12 cm x 12 cm, 15 cm x 15 cm, 18 cm x 18 cm, 20 cm x 20 cm ve 25 cm x 25 cm) kadar olan alanlar için alan boyutu bağımlılığı ArcCHECK ölçülmüş doz, iyon odası okumaları ve TPS’de hesaplatılmış doz için ayrı ayrı gösterilmiştir. Alan boyutunun değişimi ile diyod dedektörlerin davranışı diğer radyasyon dedektörlerinde olduğu gibi total scatter faktör (baskın olarak fantom saçılması, Sp) de arttığı gösterilmiştir. 6X enerji için ArcCHECK ve iyon odası ölçümü arasındaki fark ortalama %1.2±0.08, 10X için ortalama %1.6±0.12 ve 6 FFF için ortalama %1.36±0.09 bulunmuştur.

Sekil 11: 6 FFF için ArcCHECK ölçümlerinin ve iyon odası okumalarının doz hızına bağlı değişimi.

Sekil 12: 6X enerjisi için ArcCHECK ve iyon odası ölçülmüş doz ile TPS’de hesaplatılmış dozun alan boyutuna bağlı değişimi.

Sekil 13: 10X enerjisi için ArcCHECK ve iyon odası ölçülmüş doz ile TPS’de hesaplatılmış dozun alan boyutuna bağlı değişimi.

Sekil 14: 6 FFF enerjisi için ArcCHECK ve iyon odası ölçülmüş doz ile TPS’de hesaplatılmış dozun alan boyutuna bağlı değişimi.

Basit plan doğrulaması
Tedavi Planlama Sistemi’nde hesaplanmış doz dağılımı ile ArcCHECK’de ölçülmüş doz dağılımlarını karşılaştırmak için gamma indeks (γ) geçme oranları (%3/3 mm) SNC patient yazılımında değerlendirilmiştir. 6FFF enerjisinde 14 cm x 20 cm alanına ait örnek bir karşılaştırma Şekil 15’te gösterilmiştir. 6X, 10X ve 6FFF enerjileri için alan boyutuna karşı gamma indeks geçme oranları sırasıyla Şekil 16–18’de gösterilmiştir.

Sekil 15: 6 FFF enerjisi için SNC patient yazılımında TPS’de hesaplanmış doz dağılımı ile ArcCHECK’te ölçülmüş doz dağılımının karşılaştırılması.

Sekil 16: 6X foton enerjisi için farklı alan boyutları için gamma indeks geçme oranları.

Sekil 17: 10X foton enerjisi için farklı alan boyutları için gamma indeks geçme oranları.

Sekil 18: 6 FFF foton enerjisi için farklı alan boyutları için gamma indeks geçme oranları.

Alan boyutu X yönünde (sol-sağ) 20 cm’den küçük olduğunda absolute doz gamma geçme oranları birbirine benzerdir ve ortama gamma geçme oranı 6X için %97.2±0.4, 10X için %95.5±1.3 ve 6 FFF için %94.6±1.4 olarak bulunmuştur. Alan boyutu 20 cm’den büyük olduğunda gamma geçme oranı 6X için %80.2, 10X için %75.2 ve 6 FFF için %70.2’ye düşmüştür.

Hastaya özel VMAT planlarının doğrulaması
ArcCHECK QA sisteminin amacı özellikle VMAT gibi klinik radyoterapi planlarını kontrol etmektir. Bu çalışmada farklı tedavi bölgelerine ait 10 VMAT planı kontrol edilmiştir. ArcCHECK ve iyon odası sonuçları VMAT planlarında tedavi öncesi doğrulama için iyi bir uyum içinde gösterilmiştir. ArcCHECK QA sistemi VMAT tedavileri için başarı ile dizayn edilmiştir ve VMAT tedavileri için TPS hesaplanmış doğruluğu ve lineer hızlandırıcı iletimi klinik uygulamalarda memnun edici bulunmuştur. Klinik olarak VMAT doğrulamasında ArcCHECK’nin yön bağımlılığının etkisi iki ana sebepten dolayı ihmal edilebilir. Birincisi, sıfır masa açısında ArcCHECK’deki dedektörlerin gantri açısı hangi değerde olursa olsun tedavi demetine dik kalmaktadır. İkincisi; radyasyon arkadaki dedektörlerden önce ilk olarak 24 cm’ye yakın bir fantom materyalini geçer, bu yüzden arkadan gelen radyasyonun katkısı düşüktür. Tablo 2’de gösterildiği gibi ortalama gamma geçme oranı 6X foton enerjisinde γ (%3/3 mm) ve γ (%2/2 mm) için sırasıyla %96.1 ve %92.6, 10X foton enerjisinde γ (%3/3 mm) ve γ (%2/2 mm) için sırasıyla %98.3 ve %99.1 ve 6 FFF foton enerjisinde γ (%3/3 mm) ve γ (%2/2 mm) için sırasıyla %99.3 ve %95.1’dir.

Tablo 2: On hastanın VMAT planlarındaki planlanmış dozla iletilmiş doz karşılaştırmasında %3/3 mm ve %2/2 mm γ geçme değeri