Gamma Knife dosimetrische verschillen, TMR 10 versus convolutie-algoritme

Gamma Knife Radiosurgery (GKR) is een gevestigde behandelingsmodaliteit voor hersentumoren en functiestoornissen van de hersenen. Het vertrouwt op wiskundige algoritmen om de dosisverdeling te voorspellen en de dosis op willekeurige punten in het hoofd te berekenen. De afgelopen 25 jaar zijn de doses die met behulp van Gamma Knife Radiosurgery zijn toegepast, berekend met behulp van een eenvoudig algoritme, het zogenaamde Tissue Maximum Ratio-algoritme (TMR). Dosisplanning met behulp van dit algoritme is gebaseerd op een aantal benaderingen om een ​​snelle isodoseberekening mogelijk te maken tijdens de planning van de behandeling. Een van de belangrijkste hiervan is de benadering van de dichtheid van het hoofd tot water-equivalent. De verhoogde elektronendichtheid van hersenen en botten (ten opzichte van water) en de dichtheid van luchtholten in de schedel die bijna nul is, kunnen aanzienlijke verstoringen veroorzaken in de isodose- en straal-aan-tijdberekeningen.

Met de komst van snellere werkstations kan het effect van weefselinhomogeniteiten eindelijk binnen een redelijke tijd worden berekend tijdens het planningsproces van de behandeling; een nieuwer, moderner algoritme dat bekend staat als convolutie-algoritme is nu in de handel verkrijgbaar. Het gebruikt de dichtheidswaarden die in de CT-scan worden aangegeven om de dosisverdeling te voorspellen en zal naar verwachting de stralingsdosis nauwkeuriger berekenen, hoewel het verder moet worden onderzocht voordat het klinisch kan worden geïmplementeerd. Inter- en intra-indicatieverschillen tussen de oude en nieuwe algoritmen moeten worden begrepen voordat deze methode vol vertrouwen kan worden gebruikt in een klinische setting. Het doel van deze studie is om de dosimetrische verschillen tussen deze dosisberekeningsalgoritmen te begrijpen en om de implicaties van het gebruik van het convolutie-algoritme voor GKR te evalueren. Een groot aantal behandelingen zal opnieuw worden gepland met behulp van het convolutie-algoritme en vergeleken met de TMR-plannen die worden gebruikt om de patiënten te behandelen. Beam-on-time, die evenredig is met de dosis en een aantal veelgebruikte maatstaven voor de doelen, zoals dekking, selectiviteit, gradiëntindex en gemiddelde en maximale dosis, zullen met beide algoritmen worden geschat. Subgroepanalyse zal worden uitgevoerd om te beoordelen of een factor zoals diagnose, grootte van het hoofd of locatie van het doel van invloed kan zijn op het relatieve verschil tussen de methoden. De behandelplannen worden vergeleken en de mogelijke gevolgen voor de behandelplanning worden toegelicht.