Gamma Knife Dosimetri Differences, TMR 10 Versus Convolution Algorithm

Gamma Knife Radiosurgery (GKR) är en väletablerad behandlingsmodalitet för hjärntumörer och funktionella störningar i hjärnan. Den förlitar sig på matematiska algoritmer för att förutsäga dosfördelning och för att beräkna dosen vid godtyckliga punkter i huvudet. Under de senaste 25 åren har doser som applicerats med Gamma Knife Radiosurgery beräknats med en enkel algoritm, kallad Tissue Maximum Ratio algorithm (TMR). Dosplanering med denna algoritm förlitar sig på ett antal uppskattningar för att möjliggöra snabb isodoseberäkning under behandlingsplanering. En av de mest betydelsefulla av dessa är approximationen av huvudet till vattenekvivalent densitet. Den ökade elektrontätheten i hjärna och ben (i förhållande till vatten) och tätheten nära noll i lufthåligheter i skallen kan orsaka betydande störningar i beräkningar av isodos och strålningstid.

Med tillkomsten av snabbare arbetsstationer kan effekten av vävnadsinhomogeniteter äntligen beräknas inom rimlig tid under behandlingsplaneringsprocessen; en nyare, modernare algoritm känd som faltningsalgoritm är nu kommersiellt tillgänglig. Den använder densitetsvärdena som anges i CT-skanningen för att förutsäga dosfördelningen och förväntas beräkna stråldosen mer exakt, även om den behöver undersökas ytterligare innan klinisk implementering. Inter- och intra-indikationsskillnader mellan de gamla och nya algoritmerna måste förstås innan denna metod med säkerhet kan användas i en klinisk miljö. Det är syftet med denna studie att förstå de dosimetriska skillnaderna mellan dessa dosberäkningsalgoritmer och att utvärdera implikationerna av att använda faltningsalgoritmen för GKR. Ett stort antal behandlingar kommer att planeras om med hjälp av faltningsalgoritmen och jämföras med de TMR-planer som används för att behandla patienterna. Beam-on-time, som är proportionell mot dos och ett antal vanliga mätvärden för målen såsom täckning, selektivitet, gradientindex och medel- och maximaldos, kommer att uppskattas med båda algoritmerna. Undergruppsanalys kommer att göras för att bedöma om någon faktor såsom diagnos, storlek på huvudet eller placering av målet kan påverka den relativa skillnaden mellan metoderna. Behandlingsplanerna kommer att jämföras och de potentiella konsekvenserna för behandlingsplaneringen kommer att belysas.