Gereç ve Yöntem: RT uygulanmış T12-L5 vertebra kemik metastazlı 10 hastanın tedavi simülasyon tomografileri kullanıldı. Her hastanın hedef ve normal doku volümleri aynı radyasyon onkoloğu tarafından konturlandı. Klinik Hedef Volüm (CTV) olarak T12-L5 vertebra kemikleri, 0.5 cm her yöne marj verilerek de Planlanan Hedef Volüm (PTV) oluşturuldu. Üç Boyutlu Konformal RT (3B-KRT), Yoğunluk Ayarlı RT (YART) ve Volümetrık Yoğunluk Ayarlı Ark Terapi (VMAT) teknikleri ile her hastaya üç ayrı plan aynı uzman radyasyon onkoloji fizikçisi tarafından yapıldı. Toplam 30 plan çalışıldı. Günlük 200 cGy fraksiyon ile toplam 40 Gy doz şeması kullanıldı. Konformalite indexi (CI), homojenite indexi (HI), Medulla Spinalis (MS), Sağ ve Sol Böbrek dozları karşılaştırıldı. Monitör Unit (MU) ve PTV dozlarına da bakıldı.

Bulgular: PTV 40 ortalama doz YART’de daha düşük, D%5 3B-KRT planında en yüksek olarak anlamlı fark ile tespit edildi (p<0.001). HI ve MS maksimum dozları planlar arası anlamlı farklılık göstermedi (p>0.001). CI, sağ böbrek ve sol böbrek ortalama dozları ise planlar arası anlamlı farklılık gösterdi(p<0.001). En düşük MU değeri 3B-KRT planında elde edildi (p<0.001).

Sonuç: Özellikle lomber vertebra gibi kemik metastazları palyasyonu için RT uygulamalarında 3B-KRT, YART ve VMAT sistemlerinden hangisi kliniklerde mevcut ise kullanılabilir, seans süresi daha kısa, olduğu için bu hastaların ek böbrek sorunları yok ise 3B-KRT ucuz fiyat ödemesi nedeniyle ilk tercih edilen plan olmalıdır.

Bu çalışmada lomber VM RT’sinde uygulanan 3B-RT, YART ve VMAT tekniklerinde doz homojenite indeksi (HI), (CI) ve (MU) karşılaştırıldı. Ayrıca PTV ortalama ve maksimum dozları, sağ böbrek, sol böbrek ortalama dozları ve MS maksimum dozlarının karşılaştırılması amaçlandı.

Tedavi edilen VM tanılı 10 hastanın T12-L5 vertebra bölgesine ToshibaR Aqullion LB model, fow genişliği 80 cm olan BT similatör cihazında çekilen simülasyon tomografileri kullanıldı. Elde edilen görüntüleri VarianR marka 13.6 version Eclipse konturlama sistemine aktarıldı.

Her hastanın hedef ve normal doku volümleri ayrı ayrı konturlandı. Şekil 1’de tedavisi planlanan hastanın örnek bir hastada hedef ve normal doku volümleri görünmektedir. MS ve her iki böbrekler riskli organ olarak tanımlandı. Torakal 12-Lomber 5 vertebra kemiklerinin tamamı CTV, tüm eksenlerde 0.5 cm marj verilerek PTV oluşturuldu. Konturlanması tamamlanan BT görüntüleri VarianR marka 13.6 version Eclipse Tedavi Planlama Sisteminde 3B-KRT, YART ve VMAT teknikleri ile her hastaya üç ayrı plan yapıldı. Toplam 30 plan yapıldı. Bütün tedavi planlarında hedefe verilen dozun en az %95'nin PTV hacmin en az %95 'ini alması sağlandı.

Büyütmek İçin Tıklayın

Şekil 1: Örnek bir hastada tedavisi planlanan hastanın hedef ve normal doku volümleri. CTV: Kırmızı, PTV: Pembe, sağ böbrek: koyu mavi, sol böbrek; mavi, medulla spinalis; turuncu.

Plan ve Doz Tanımlamaları: Hedef doz reçetesi 200 cGy fraksiyon ile toplam 40 Gy verildi. Hedef ve normal dokuların aldığı dozların karşılaştırmalarında doz volüm histogramları (DVH) kullanıldı. MS, her iki böbreğin maksimum ve ortalama dozları, MU, PTV ortalama, PTV maksimum, D%95, D%5, CI ve HI gibi dozimetrik parametreler karşılaştırıldı. Tüm planlar için Varian Eclips 13.6 tedavi planlama sistemi yapıldı. Tüm planlar reçete edilen 40 Gy’in %95 i PTV ye normalize edilerek hesaplandı.

3B-KRT Planı: Mercedes olarak bilinen geleneksel 3 alan tekniği ile yapıldı. Bir ön alan Gantri 0⁰, diğer ikisi de arka oblik olmak üzere Gantri 210⁰ ve 150⁰ açılarından alanlar oluşturuldu. MLC, PTV etrafında 8 mm marjin ile konumlandırıldı. Oluşturulan alan açıları belirlenirken böbrekler BEV (Beam eye view) penceresinden takip edilerek mümkün olduğunca alan dışında bırakılmaya çalışıldı. Bu yüzden bütün 3B-KRT planlarında gantri açıları değişiklik gösterdi. Tedavi planlarının doz homojenitesini arttırmak için genelde 60⁰'lik manuel Wedge'ler kullanıldı. Doz hesaplamalarında Anisotropic Analitic Algoritma (AAA) kullanıldı. Hedefte oluşan soğuk doz bölgelerini engellemek için gerektiğinde normalizasyon bazı planlarda %98 olarak değiştirildi (Şekil 2).

Büyütmek İçin Tıklayın

Şekil 2: 3B-KRT plan, %95doz dağılımı izodoz ve DVH.

YART Planı: Demet alanları bir adet gantri 0⁰, iki adet gantri 210⁰ ve 150⁰ şeklinde açılandırıldı. Kullanılan kolimatör açıları çoğunlukla 0⁰ olmakla beraber böbrekleri daha iyi korumak amacı ile kolimatör açıları her plan için değiştirildi. Daha iyi bir doz sarımı elde etmek amacı ile YART planlamalarında PTV etrafına 1 mm optimizasyon konturu oluşturuldu. Konturların dış pürüzlerini ve varsa nokta kalıntılarını temizlemek için planlamanın ''post processing'' seçeneği kullanıldı. Her bir alanın doz hızı 300 MU/dk olarak seçildi. Alan merkezi PTV olarak ayarlandı. Bu planlarda photon optimizer (PO) algoritması kullanıldı. Doz saçaklarını engellemek ve daha homojen doz dağılımını oluşturmak için normal tissiu objective (NTO) seçeneği kullanıldı. NTO’ da dozun alan sınırından 3 mm sonra keskin doz düşüşünü sağlamak amacıyla NTO priorti 150 olarak seçildi. Grid size 2.5 mm seçildi. Kritik organların aldığı doz limitler içerisinde kalacak şekilde tedavi planları yapıldı (Şekil 3).

Büyütmek İçin Tıklayın

Şekil 3: YART plan, %95 izodoz dağılımı ve alanlar

VMAT Planı: PTV 1 mm marjin ile oluşturulan optimizasyon konturu, plan merkezi olarak seçildi. Açılan ark alanlarından biri saat yönünde 181⁰-179⁰ aralığında diğeri ise saat yönünün tersi 179⁰-181⁰ açı aralığında olmak üzere, tek merkezli toplam 2 tam (360⁰) ark alanı seçildi. Multileaf kolimatör (MLC) arasındaki sızıntıyı azaltmak için kolimatör açıları 30⁰ ve 330⁰ yapıldı. Kullanılan demet enerjileri 6 MV, doz hızı 600-0 MU/dk aralığında seçildi. Doz hesaplama algoritması PO algoritması idi. Grid size 2.5 mm ve doz saçaklarını engellemek ve daha homojen doz dağılımını oluşturmak için NTO kullanıldı. NTO' da dozun alan sınırından 3 mm sonra keskin doz düşüşünü sağlamak amacıyla priorti 150 olarak seçildi, kritik organların mümkün olduğunca az doz almaları sağlandı. Hedef ve kritik organ dozlarına DVH' den bakıldı, hedef içerisinde varsa soğuk alanlar veya sıcak alanlar optimizasyon sayfasına dönüp plan tekrar optimize edildi (Şekil 4).

Büyütmek İçin Tıklayın

Şekil 4: VMAT plan, %95 izodoz dağılımı

Plan Değerlendirme: Her bir hasta için yapılan 3B-KRT, YART ve VMAT planları için toplam MU, CI ve HI açısından karşılaştırma yapıldı. Hesaplamalarda ICRU 62 raporu kullanıldı ⁶. Ayrıca tüm planlarda sağ böbrek ve sol böbrek ortalama dozları, MS maksimum doz karşılaştırmaları yapıldı.

CI tanımı:
CI=TV/PTV
TV: Tedavi edilen volüm
PTV: Planlanan hedef volum

CI'nin ideal değeri 0 HI tanımı:
HI = D5%/D95%
D5%; PTV ni %5 deki minimum doz,
D95%; PTV nin %95 deki minimum doz

Bu formül için ideal değer 0’dır. Bu değer arttıkça plan homojenlikten uzaklaşır ⁷.

İstatistik Analiz: Veriler IBM SPSS V23 ile analiz edildi. Normal dağılıma uygunluk Shapiro-Wilk testi ile incelendi. Planlara göre normal dağılan verilerin karşılaştırılmasında Tekrarlı Varyans Analizi kullanıldı ve çoklu karşılaştırmalar Bonferroni testi ile incelendi. Planlara göre normal dağılmayan verilerin karşılaştırılmasında Friedman testi kullanıldı. Analiz sonuçları nicel veriler için ortalama±standart sapma, ortanca (minimum–maksimum) şeklinde sunuldu. Önem düzeyi p<0.050 olarak sunuldu.

Büyütmek İçin Tıklayın

Tablo 1: Planlanan hedef volümler için dozimetrik parametreler

MS maksimum planlar arası istatistiksel anlamlı farklılık gösterdi (p<0.001). En düşük 307 cGy ile 3B-KRT de tespit edildi. Planlara göre sağ böbrek ortalama doz anlamlı farklılık gösterdi (p<0.001). YART' nin sağ böbrek ortalaması 631.7 cGy, 3B-KRT 1170.7 cGy ve VMAT 802.7 cGy olarak elde edildi. Her bir plan birbirine göre farklılık gösterdi. En yüksek doz 3B-KRT de tespit edildi. Sol böbrek ortalama dozu da anlamlı farklılık gösterdi (p<0.001). YART da sol böbrek ortalaması 517.3 cGy, 3B-KRT da 972.5 cGy ve VMAT da 780.3 cGy olarak elde edildi. Bu farklılık YART ile diğer planlar arasındaki farklılıktan kaynaklandı, en düşük doz YART de tespit edildi (Tablo 2).

Büyütmek İçin Tıklayın

Tablo 2: Böbrekler ve MS için dozimetrik parametreler

RT planlarında fraksiyon başına düşen MU değerinin düşük olması tedavi uygulanan bölgedeki doku ve organların, radyasyona daha az maruz kalması ve tedavi süresinin kısa olması anlamına gelir ¹⁰. RT de hastanın cihazda kaldığı süre özellikle VM gibi ağrı palyasyonu yapılan dönemde çok önemlidir. Hastanın cihazda kalış süresini de plan sonrası hesaplanan MU değerleri belirler. Çoklu farklı gantri açıları içeren YART planları tedavi süresinin uzamasına, aynı zamanda fraksiyon içi organ hareketinin artmasına sebep olur. Bu planlar 3B-KRT ile karşılaştırıldığında daha yüksek MU oluşmasına yol açar ⁸. Yüksek MU ise tümör dışındaki bölgelerde düşük doz bölgelerinin artmasına neden olur. Buna karşın YART planlarına göre VMAT daha kısa, fraksiyon içi organ hareketi daha azdır, MU değeri çok daha düşük, doz dağılımı daha homojen, hedef hacim dışındaki toplam düşük doz daha fazladır ^11,12. Bu çalışmada fraksiyon başına düşen MU bakımından planlar arasında farklılık görüldü ve sırası ile en düşük MU 3-BKRT, VMAT ve YART şeklinde tespit edildi (p<0.001). VMAT’ın YART planlarından, YART’ ın da 3B-KRT planlarından birçok açılardan üstünlüğü vardır ancak, cihazda hastanın ağrısı nedeniyle yatabileceği süre göz önüne alınarak tedavi bazen 3B-KRT ile uygulanır. Bu çalışmada olduğu gibi böbrek dozları en yüksek 3B-KRT de tespit edilmiş olsa bile YART ve VMAT planlarında ki hastanın cihazda kalış süresinin uzun olması nedeniyle daha kısa sürede tedaviyi bitirebilmek için 3B-KRT tercih edilmelidir. Ancak bunun için hastanın ek böbrek hastalığı olmamalı ve böbrek fonksiyon testleri normal olmalıdır.

PTV’ye yakın normal dokulara bakıldığında Kairm ve ark. ¹⁰’nın yaptığı çalışmada sol böbrek dozları VMAT tedavi planında YART’ a göre daha düşük bulunmuştur. Bu çalışmada da YART dozları daha düşük ve literatür ile uyumlu bulundu (p<0.001). Son yıllarda görüntü kılavuzluğunda yapılan RT planları, planlanan dozu MS içi bir tümöre verirken bile spinal kord ve etraf organların dozunun düşük tutulmasına olanak sağlar ⁹. MS in aldığı doz bu çalışmada da tüm tedavi planlarında QUANTEC' te belirlenen koşulları sağladı. YART ve VMAT ile MS’ in aldığı doz literatürde en düşük dozdur ¹³. Bu çalışmada da en düşük MS maksimum dozu sırası ile 3B-KRT, VMAT, YART olarak tespit edildi. Rehman ve arkadaşlarının yaptığı bir çalışmada VMAT tekniği ile en iyi PTV dozu elde edildi, Bu çalışmada da bununla uyumlu olarak VMAT en iyi PTV dozu sağladığı gösterildi. Yine riskli organların dozları da en çok VMAT tekniğinde düşük planlanabilmektedir ⁸. Bu çalışmada literatür ile uygun sonuç elde edildi.

RT planlamasında etkin doz dağılımı, uluslararası kabul görmüş raporlara göre HI ve CI ile tanımlanır. HI değerinin sıfıra yakın olması International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) 83 raporuna göre en idealdir ¹⁴. Yapılan çalışmalarda homojenite indeks değerine bakıldığında YART tekniği ile en homojen tedavi planının elde edildiği gösterildi ⁸. Bu çalışmada ise, homojenite indeks değeri, yapılan üç tedavi planlarında birbirine yakındı ve anlamlı fark yoktu ancak matematiksel olarak incelendiğinde sıfıra en yakın VMAT planı olduğu tespit edildi. Bu durum veri setimizde hasta sayısının azlığınından kaynaklandığı düşünüldü. 3B-KRT ve VMAT’ta Önal C. ve ark. ¹⁵’nın HI değerleri sırasıyla 0.1 ve 0.07 iken bu çalışmada1.10 ve 1.06 hesaplandı.

CI’nun ICRU 83 raporuna göre en ideal değeri bir dir ¹⁴. Lee ve ark. ⁹’nın yaptığı kranyospinal radyoterapisinde CI değerleri VMAT ve YART tekniği ile hesaplanan tedavi planlarında, 3B-KRT tekniğinde elde edilene göre daha iyi bulundu. Bu çalışmada en ideal CI değeri 1.24 ile VMAT planında tespit edildi ve literatür ile uyumlu idi.

PTV’nin D%5 ve D%95 parametreleri değerlendirildiğinde, ICRU 50 ve 62 numaralı raporlardaki CTV izodoz limitlerine uyumluydu ^16,6. Bu çalışmada PTV D%95 için üç plan arasında anlamlı fark yoktu, D%5 değerleri için de 4239.7 cGy ile 3B-KRT en ideal plan olarak bulundu. PTV en iyi hangi teknikte daha uygun doz dağılımı sağladığı ile ilgili birçok çalışmada VMAT ilk sırada en iyi teknik olarak tespit edildi. Zhang T ve ark.’nın yaptığı 15 hastalık çalışmada hem VMAT hem de YART, 3B-KRT’ye kıyasla daha olumlu PTV kapsamı sağladığı gösterildi (p<0.05) ¹⁷. Bu çalışmada da PTV ortalama ve PTV maksimum dozları arasında üç planda çok fark yoktu en uygun doz YART planında tespit edildi.

Sonuç olarak, eski ve güncel tedavi planları değerlendirildiğinde MU en kısa olan ve cihazda hastanınen kısa süre yatmasına ve tedavisini bitirmesine neden olan plan 3B-KRT olduğu tespit edildi. Palyatif lomber VM tedavisinde hastanın özellikle böbrek hastalığı gibi ek organ sorunu yok ise 3B-KRT ilk tercih edilen en ucuz teknik olabilir.

Yazar Katkıları: GHU; çalışma konsepti, tasarımı, literatür araştırma ve yazımı gerçekleştirdi.

ME; planları yaptı, verileri topladı.
SYR: yazıyı inceledi ve düzenledi.

Çıkar Çatışması Beyanı: Çıkar çatışması yoktur.

Finansal Destek: Bu çalışma her hangi bir fon tarafından desteklenmemiştir.

1) Fourney DR, Gokaslan ZL. Anterior approaches for thoracolumbar metastatic spine tumors. Neurosurgery Clinic North America 2004; 15: 443-451.

2) Wong DA, Fornasier VL, Macnab IA. Spinal metastases: the obvious,the occult, and the impostors. Spine 1990; 15: 1-4.

3) Çetintaş, S. Kemik Metastazlarında Tedavi Algoritması ve Radyoterapi Engin K, Sağlık Y, Aydınlı U, Çetintaş S (Editörler). Kemik ve Yumuşak Doku Tümörleri, Bursa; Nobel Matbaacılık, 2005; s:387.

4) Lubgan D, Ziegaus A. Effective local control of vertebra metastases by simultaneus integrated boost radiotherapy. Strahlenther Oncol 2015; 191: 264-271.

5) Gong Y, Wang J, Bai S. et al. Conventionally-fractionated image-guided intendty modulated radiotherapy (IG-IMRT): A sefe and effective treatment for cancer spinal metastasis. Radiation Oncology Bio Med Central 2008; 3: 1-10.

6) Commission on Radiation Units and Measurements ICRU Report 62. Prescribing, recording, and reporting photon beam therapy (Supplement to ICRU Report 50), ICRU, Bethesda, MD, 1999.

7) Rakıcı Yılmaz S, Cinar Y, Eren M. Total scalp irradiation: the comparison of five different plans using volumetric modulated arc therapy-simultaneous integrated boost (VMAT-SIB) technique. Türk Onkoloji Dergisi 2017; 32: 106-115.

8) Rehman JU, Tailor RC. Evaluations of secondary cancer risk in spine radiotherapy using 3DCRT, IMRT and VMAT: A phantom study. American Association of Medical Dosimetrists 2014; 40: 70-75.

9) Lee YK, Bedford JL, McNair HA. et al. Comparison of deliverable IMRT and VMAT for spine metastases using a simultaneous integrated boost. Br J Radiol 2013; 86:2012 0466.

10) Dorr W and Herrmann T. Secondary primary tumors after radiotherapy for malignancies, treatment-related parameters. Strahlenther Oncology 2002; 178: 357-362.

11) Teoh M, Clark CH, Wood K, Whitaker S, Nisbet A. Volumetric modulated arc therapy: A review of current literature and clinical use in practice. The British Journal of Radiology. 2011; 84: 967-996.

12) Jiang X, Li T, Liu Y, et al. Planning analysis for locally advanced lung cancer: Dosimetric and efficiency comparisons between intensity-modulated radiotherapy (IMRT), single-arc/partial-arc volumetric modulated arc therapy (SA/PA-VMAT). Radiation Oncology 2011; 6: 140.

13) Kairn T, Papworth D, Crowe SB, Anderson J, Christie DR. Dosimetric quality, accuracy, and deliverability of modulated radiotherapy treatments for spinal metastases. Medical Dosimetry 2016; 41: 258-266.

14) ICRU Report 83: Prescribing, Recording, and Recording Photon- Beam Intensity Modulated Arc Therapy, Vol.10, No:1, 2010.

15) Onal C, Dölek Y, Akkuş Yıldırım B. Dosimetric comparison of 3-dimensional conformal radiotherapy, volumetric modulated arc therapy, and helical tomotherapy for postoperative gastric cancer patients. Jpn J Radiol 2018; 36: 30-93.

16) International Commission on Radiation Units and Measurements. ICRU Report 50. Prescribing, recording, and reporting photon beam therapy. Bethesda, MD: ICRU, 1993

17) . Zhang T, Liang ZW, Han J, et al. Double-arc volumetric modulated therapy improves dose distribution compared to static gantry IMRT and 3D conformal radiotherapy for adjuvant therapy of gastric cancer. Radiation Oncology 2015; 10: 1-8.