ISSN: 2630-5720 | E-ISSN: 2687-346X
Dosimetric phantom consistency of TMR-10 protocol in homogeneous and inhomogeneous regions in Gamma Knife radiosurgery planning [Haydarpasa Numune Med J]
Haydarpasa Numune Med J. Ahead of Print: HNHJ-04372 | DOI: 10.14744/hnhj.2022.04372

Dosimetric phantom consistency of TMR-10 protocol in homogeneous and inhomogeneous regions in Gamma Knife radiosurgery planning

Mehmet Tönge1, Omer Yazıcı2, Veyselkarani İpek1, Hılal Acar Demir2
1Istanbul Medipol University Medical Faculty, Department of Neurosurgery, Istanbul
2Istanbul Medipol University Medical Faculty, Department of Radiation Oncology, Istanbul

INTRODUCTION: The algorithms used in the GammaPlan treatment planning system are “Tissue Maximum Ratio (TMR) classical”, “TMR 10” and “convolution” algorithms respectively. In this study, the consistency of dosimetric measurements with the TMR 10 protocol used in SRC (stereotactic radiosurgery) planning in lesions located in homogeneous and inhomogeneous regions in different intracranial location scenarios was investigated.
METHODS: In this study, the accuracy of administration of multiple metastasis treatment on the Gamma Knife Perfexion device was investigated. Computed tomography (CT) was performed with 1mm cross-section intervals of CIRS brand Atom randofantoma. Critical organs and 3 different brain metastases located in homogeneous and heterogeneous regions, which are not on the same plane with each other, were drawn on the phantom. PTV (planned target volume) volumes were created without margining the drawn GTVs (gross tumor volume), and three separate plans were made for 3 different PTV volumes.
All plans were calculated using the TMR 10 algorithm. Critical organ doses were kept below the brain-SRC criteria for all calculated plans. Gafchromic EBT-3 film was placed on the sections with the target volume drawn on the phantoms and irradiated (1600 cGy, 50% isodose area). Measurements were made three times. The measured film results and the doses calculated from the planning were compared with gamma index analysis for different tolerance values.

RESULTS: In our study, for three different lesions planned and irradiated with different gradient index values, a difference of 2.11% to 9.58% was observed between the values calculated with the TMR-10 protocol and the values obtained in the dosimetric measurement. A decrease in consistency was observed, especially in inhomogeneous region placements.
DISCUSSION AND CONCLUSION: There may be inconsistency between the TMR-10 protocol and actual dosimetric measurements, especially around inhomogeneous intracranial structures. We hope that this inconsistency will decrease in the future with the developing dose calculation protocols.

Keywords: Dosimetry, Gamma Knife, GammaPlan, Radiosurgery, TMR-10 algorithm

Gamma Knife radyocerrahi planlamada TMR-10 protokolünün homojen ve inhomojen bölgelerde dozimetrik fantom tutarlılığı

Mehmet Tönge1, Omer Yazıcı2, Veyselkarani İpek1, Hılal Acar Demir2
1İstanbul Medipol Üniversitesi Tıp Fakültesi, Nöroşirurji Ana Bilim Dalı, İstanbul
2İstanbul Medipol Üniversitesi Tıp Fakültesi, Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı, İstanbul

GİRİŞ ve AMAÇ: GammaPlan tedavi planlama sisteminde kullanılan geçmişten bugüne kadar kullanılan algoritmalar “Tissue Maximum Ratio (TMR) klasik”, “TMR 10” ve “convolution” algoritmalarıdır. Bu çalışmada farklı intrakraniyal yerleşim senaryolarında homojen ve inhomojen bölgelerde yerleşmiş lezyonlarda SRC (stereotaktik radyocerrahi) planlamada kullanılan TMR 10 protokolü ile dozimetrik ölçümlerin tutarlılığı araştırılmıştır.
YÖNTEM ve GEREÇLER: Bu çalışmada Gamma Knife Perfexion cihazında çoklu metastaz tedavisinin veriliş doğruluğu araştırıldı. CIRS marka Atom randofantoma 1mm kesit aralıkları ile bilgisayarlı tomografi (BT) çekildi. Fantom üzerinde kritik organlar ve sanal olarak oluşturulan birbiri ile aynı düzlemde olmayan, homojen ve heterojen bölgelerde yer alan 3 ayrı beyin metastazı çizildi. Çizilen GTV’lere (gros tümör volümü) marjin verilmeden PTV (planlanan hedef volümü) hacimleri oluşturuldu ve 3 ayrı PTV hacmi için üç ayrı plan yapıldı.
Yapılan tüm planlar TMR 10 algoritması kullanılarak hesaplatıldı. Tüm hesaplatılan planlar için kritik organ dozları beyin-SRC kriterlerinin altında tutuldu. Fantomlar üzerine çizilen hedef hacmin bulunduğu kesitlere Gafkromik EBT-3 film yerleştirilip ışınlandı (1600 cGy, %50 izodoz alanı). Ölçümler üçer kez yapıldı. Ölçülen film sonuçları ile planlamadan hesaplanan dozlar gamma indeks analizi ile farklı tolerans değerleri için karşılaştırıldı.

BULGULAR: Çalışmamızda farklı gradient indeks değerleri ile planlanan ve ışınlanan üç farklı lezyon için TMR-10 protokolü ile hesaplanan değer ile dozimetrik ölçümde elde edilen değerler arasında %2.11 ile %9.58 arasında değişen oranlarda fark izlendi. Özellikle inhomojen bölge yerleşimlerinde tutarlılıkta azalma gözlendi.
TARTIŞMA ve SONUÇ: Özellikle inhomojen intrakraniyal alanlarda TMR-10 protokolü ile gerçek dozimetrik ölçümler arasında tutarsızlık olabilmektedir. Gelişen doz hesaplama protokolleri ile ileriki dönemlerde bu tutarsızlığın azalacağını ummaktayız.

Anahtar Kelimeler: Dozimetri, Gamma Knife, GammaPlan, Radyocerrahi, TMR-10 algoritması



Corresponding Author: Mehmet Tönge, Türkiye
Manuscript Language: English
LookUs & Online Makale