بررسي دز رسيده به بافت‌ سالم ريه در پرتودرماني تومورهاي ريوي به دو روش پرتودرماني گيتد و معمولي

Investigation of lung normal tissue doses in lung tumors radiation therapy using both gated and conventional radiotherapy

در پرتودرماني تومورهاي ريوي، حركت تنفسي موجب جابه­ جايي بافت‌هاي‌ هدف شده و براي پوشش آن مارژين بزرگ­تري نياز است. در روش گيتد اندازه ميدان نسبت به روش معمولي كوچك‌‌‌تر و بنابراين حجم كم­تري از بافت سالم ريه مورد تابش قرار گرفته و عوارض درمان كاهش مي‌يابد. هدف از اين مطالعه مقايسه‌ي دز رسيده به بافت سالم ريه در دو روش پرتو‌درماني گيتد و معمولي با استفاده از فانتوم ديجيتال NCAT و بررسي تأثير اندازه تومور، مكان قرارگيري آن و حركت ديافراگم در آسيب بافت سالم ريه در هر دو روش پرتودرماني است. براي انجام كار، با استفاده از فانتوم ديجيتال NCAT و نرم‌افزار متلب تصاوير سي‌تي به­ صورت مجازي از بيمار تهيه شدند. تومور در سه اندازه مختلف به قطرهاي 3، 4 و 5 سانتي‌متر در چهار بخش لوب بالا و پايين سمت راست و چپ ريه به تصاوير سي‌تي اضافه شدند. براي بررسي اثر دامنه حركت ديافراگم در مارژين بهCTV ، ميزان جابه­ جايي‌هاي مختلف ديافراگم از 2 تا 5/3 سانتي­متر با تغييرات 5/0 سانتي‌متر در نظر گرفته شد. به منظور رساندن دز 60 گري در 30 جلسه بهPTV ، از سيستم طراحي درمان PCRT-3D با الگوريتم محاسباتي سوپرپوزيشن، براي هر دو طراحي درمان گيتد و معمولي استفاده شد. در اين بررسي 36 نمونه براي هر روش طراحي درمان مورد استفاده قرار گرفت. دز ميانگين ريه، V20 در هر دو روش محاسبه و با هم مقايسه شدند. نتايج نشان داد، تابع اندازه و محل قرارگيري تومور و همچنين ميزان جابه ­جايي ديافراگم، حفظ بافت سالم ريه متفاوت است. به‌علاوه دز رسيده به بافت سالم ريه در روش گيتد نسبت به روش معمولي به ويژه براي تومورهاي واقع در لوب پايين ريه كم­تر بوده و دز ميانگين و V20 ريه به­ترتيب تا 5 گري و 37% كل جلسات كاهش مي‌يابد.

In radiation therapy of lung tumors, respiratory motion causes target moving, so a larger margin is needed to cover the CTV. With the margin increasing, a larger volume of normal tissue will be exposed to high-dose. In this study, dosimetric parameters of normal lung tissue were compared between gated and conventional radiotherapy (RT), using the NCAT digital phantom. Different series of CT images of sample patients were created, using the NCAT digital phantom and MATLAB software. Lesions with diameters of 3, 4 and 5cm were located in different positions of lung (left upper and lower lobes, right upper and lower lobes) in the CT images. Appropriate margins were applied to the CTVs depending on the radiation therapy technique and respiratory cycles. To evaluate the effect of diaphragm extension on the margins to CTV, different diaphragm motions were considered from 2 to 3.5 cm with 0.5 cm intervals. PCRT treatment planning system with superposition computational algorithm was used to deliver a dose of 60Gy in 30 fractions to the PTVs. Totally, 36 treatment plans were evaluated for each RT technique and mean lung dose (MLD) and V20 were calculated for both conventional and gated RT techniques. In all cases, gated RT has a superior advantage compared to conventional RT. A significant impact on MLD and V20 reduction was seen in lung normal tissue in gated RT up to 5Gy and 37%, respectively.