مقايسه عملكرد الگوريتم‌هاي Monte-Carlo و Collapsed Cone بكار رفته در سيستم طراحي درمان MONACO در پيش بيني عوارض قلبي و ريوي حاصل از پرتو درماني سرطان پستان چپ

COMPARISON OF THE PERFORMANCE OF MONTE-CARLO an‎d COLLAPSED CONE ALGORITHMS USED IN MONACO TREATMENT PLANNING SYSTEM IN PREDICTING CARDIOPULMONARY COMPLICATIONS DUE TO THE LEFT BREAST RADIOTHERAPY

مواد و روش‌ها: توزيع دوز سه بعدي 21 بيمار مبتلا به سرطان پستان چپ توسط دو الگوريتم محاسبه دوز CC و MC با مانيتور يونيت يكسان تهيه شد. عوارض قلبي-ريوي ناشي از پرتو درماني در اين بيماران توسط مدل‌هاي راديوبيولوژيكي مختلف و همچنين پارامترهاي مختلف استخراج شده از مطالعات گذشته با به‌كارگيري نرم افزار متلب مورد بررسي قرار گرفت. در اين مطالعه محاسبه دوز MC به عنوان داده‌هاي معيار در نظر گرفته شده است. براي مقايسه آماري نتايج به دست آمده از الگوريتم‌ها، آزمون ناپارامتري فريدمن و همچنين آزمون Wilcoxon استفاده شد. يافته‌ها: براي هر دو الگوريتم محاسبه دوز مقدار TCP به طور قابل قبولي تخمين زده شد كه مقدار آن با پارامتر يكسان براي مدل Poisson بيشتر از مدل Niemierko است. اختلاف NTCP براي الگوريتم‌هاي CC و MC براي پنومونيت ريه، پريكارديت و مرگ و مير قلبي، توسط اكثر مجموعه پارامترها از نظر آماري معنادار نيست. بحث و نتيجه گيري: هر دو الگوريتم محاسبه دوز مقدار TCP را مقدار قابل قبولي تخمين زده‌اند و NTCP محاسبه شده توسط اين دو الگوريتم به مقدار NTCP مورد انتظار نزديك است. مقدار به دست آمده براي TCP، NTCP به پارامترهاي راديوبيولوژيكي استفاده شده در فرمول رياضي و مقدار دوز استخراج شده از الگوريتم‌هاي محاسبه دوز بستگي دارد.

Background & Aims: The aim of this study was to evaluate the performance of dose calculation algorithms used in the Monaco treatment planning system to predict cardiopulmonary complications due to left breast radiotherapy. Materials & Methods: Three-dimensional dose distribution of 21 patients with left breast cancer was prepared by two-dose calculation algorithms (CC and MC) with the same unit monitor. Cardiopulmonary complications due to radiation therapy in these patients were evaluated by different radiobiological models as well as various parameters extracted from previous studies using MATLAB software. In this study, MC dose calculation is considered as benchmark data. Algorithms, Friedman nonparametric test, and Wilcoxon test were used for statistical comparison of the obtained results. Results: For both dose calculation algorithms, the value of TCP was estimated to be acceptable, with the same parameter being higher for the Poisson model than for the Niemierko model. The difference in NTCP for CC and MC algorithms for pulmonary pneumonitis, pericarditis, and cardiac mortality is not statistically significant by most parameters. Conclusion: Both dose calculation algorithms estimate the TCP value as acceptable and the NTCP calculated by these two algorithms is close to the expected NTCP value. The value obtained for TCP, and NTCP depends on the radiobiological parameters used in the mathematical formula and the amount of dose extracted from the dose calculation algorithms.