Diferenças dosimétricas Gamma Knife, algoritmo TMR 10 versus convolução

A Radiocirurgia Gamma Knife (GKR) é uma modalidade de tratamento bem estabelecida para tumores cerebrais e distúrbios funcionais do cérebro. Ele se baseia em algoritmos matemáticos para prever a distribuição da dose e calcular a dose em pontos arbitrários da cabeça. Nos últimos 25 anos, as doses aplicadas com a Radiocirurgia Gamma Knife foram calculadas usando um algoritmo simples, chamado algoritmo Tissue Maximum Ratio (TMR). O planejamento de dose usando esse algoritmo depende de várias aproximações para permitir o cálculo rápido de isodose durante o planejamento do tratamento. Um dos mais significativos deles é a aproximação da cabeça à densidade equivalente à água. O aumento da densidade de elétrons do cérebro e dos ossos (em relação à água) e a densidade quase zero das cavidades de ar no crânio podem causar perturbações significativas nos cálculos de isodose e tempo de feixe.

Com o advento de estações de trabalho mais rápidas, o efeito das não homogeneidades dos tecidos pode finalmente ser calculado em tempo razoável durante o processo de planejamento do tratamento; um algoritmo mais novo e moderno, conhecido como algoritmo de convolução, agora está disponível comercialmente. Ele usa os valores de densidade indicados na tomografia computadorizada para prever a distribuição da dose e espera-se que calcule com mais precisão a dose de radiação, embora necessite de mais investigação antes da implementação clínica. As diferenças entre e intra-indicações entre os algoritmos antigos e novos precisam ser compreendidas antes que esse método possa ser empregado com segurança em um ambiente clínico. É objetivo deste estudo entender as diferenças dosimétricas entre esses algoritmos de cálculo de dose e avaliar as implicações do uso do algoritmo de convolução para GKR. Um grande número de tratamentos será replanejado usando o algoritmo de convolução e comparado com os planos TMR usados ​​para tratar os pacientes. O feixe no tempo, que é proporcional à dose e várias métricas comumente usadas para os alvos, como cobertura, seletividade, índice de gradiente e dose média e máxima, serão estimados com ambos os algoritmos. A análise de subgrupo será feita para avaliar se algum fator como diagnóstico, tamanho da cabeça ou localização do alvo pode impactar na diferença relativa entre os métodos. Os planos de tratamento serão comparados e as possíveis implicações no planejamento do tratamento serão elucidadas.