Differenze dosimetriche Gamma Knife, TMR 10 rispetto all'algoritmo di convoluzione

La radiochirurgia Gamma Knife (GKR) è una modalità di trattamento ben consolidata per i tumori cerebrali e i disturbi funzionali del cervello. Si basa su algoritmi matematici per prevedere la distribuzione della dose e per calcolare la dose in punti arbitrari della testa. Negli ultimi 25 anni, le dosi applicate utilizzando Gamma Knife Radiosurgery sono state calcolate utilizzando un semplice algoritmo, chiamato algoritmo Tissue Maximum Ratio (TMR). La pianificazione della dose utilizzando questo algoritmo si basa su una serie di approssimazioni per consentire un rapido calcolo dell'isodose durante la pianificazione del trattamento. Uno dei più significativi di questi è l'approssimazione della testa alla densità equivalente all'acqua. L'aumento della densità elettronica del cervello e delle ossa (rispetto all'acqua) e la densità quasi nulla delle cavità d'aria nel cranio possono causare perturbazioni significative ai calcoli del tempo di isodose e del raggio.

Con l'avvento di postazioni di lavoro più veloci, l'effetto delle disomogeneità tissutali può finalmente essere calcolato in tempi ragionevoli durante il processo di pianificazione del trattamento; un algoritmo più nuovo e moderno noto come algoritmo di convoluzione è ora disponibile in commercio. Utilizza i valori di densità indicati nella scansione TC per prevedere la distribuzione della dose e dovrebbe calcolare in modo più accurato la dose di radiazioni, sebbene necessiti di ulteriori indagini prima dell'implementazione clinica. Le differenze inter- e intra-indicazione tra il vecchio e il nuovo algoritmo devono essere comprese prima che questo metodo possa essere impiegato con sicurezza in ambito clinico. Lo scopo di questo studio è comprendere le differenze dosimetriche tra questi algoritmi di calcolo della dose e valutare le implicazioni dell'utilizzo dell'algoritmo di convoluzione per GKR. Un gran numero di trattamenti verrà ripianificato utilizzando l'algoritmo di convoluzione e confrontato con i piani TMR utilizzati per trattare i pazienti. Il Beam-on-time, che è proporzionale alla dose e un numero di metriche comunemente utilizzate per i target come la copertura, la selettività, l'indice di gradiente e la dose media e massima, saranno stimati con entrambi gli algoritmi. Verrà eseguita un'analisi per sottogruppi per valutare se qualsiasi fattore come la diagnosi, le dimensioni della testa o la posizione del bersaglio potrebbe influire sulla differenza relativa tra i metodi. I piani di trattamento saranno confrontati e saranno chiarite le potenziali implicazioni sulla pianificazione del trattamento.