Dosimeteric Comparison for the treatment planning of breast cancer by using different photon beam energies

Abstract

مستخلص البحث تكمن فلسفة العلاج الإشعاعي المثالي في إيصال الحد الأقصى من الجرعات الإشعاعية إلي الورم مع تقليل الجرعة بقدر الإمكان علي الأنسجة السليمة والحساسة، لذا فالهدف من هذه الدراسة هو المقارنة بين التخطيط المباشر للعلاج الإشعاعي ثلاثي الأبعاد بإستخدام طاقات مختلفة. في هذه الدراسة تم اختيار عشرين مريضا يعانون من سرطان الثدي والذين خضعوا للعلاج الاشعاعى. عشرة مرضى منهم أصيبوا بسرطان الثدي الأيمن وعشرة منهم أصيبوا بسرطان الثدي الأيسر. 40.05 جراي هي الجرعة الموصوفة لكل مريض في هذه الدراسة وتعطي في 15 جلسة، خضع كل مريض لعمل أشعة مقطعية مستخدما ( (Lightspeed RT 16, Xtraمن شركة .G.Eتم عمل تخطيط إشعاعي ثلاثي الأبعاد بطاقات مختلفة: 6 ميقافولت و 6+10 ميقافولت مستخدما نظام التخطيط العلاجي من شركة) elekta Xioبإصدار رقم 5.10). تم تطبيق التخطيط مستخدما صور الأشعة المقطعية الكاملة باستخدام شعاعين متماسين لعلاج الثدي وشعاع واحد لعلاج العقد الليمفاوية فوق الترقوة. في حالة علاج الثدي والعقد الليمفاوية فوق الترقوة تستخدم تقنية المركز الموحد بوضع مركز الحقول عند منطقة التقاء الثدي مع العقد الليمفاوية فوق الترقوة. هذه التقنية منعت إي تداخل للإشعاع ممكن أن يحدث عند منطقة الاتقاء. أجريت الدراسة للمقارنة بين طاقتين مختلفتين لمخطط علاجي واحد باستخدام منحني الجرعة الإشعاعية وهي العلاقة بين حجم الورم والجرعات الإشعاعية الواصلة للهدف المراد علاجه والأنسجة الطبيعية المحيطة به. استند تحليل النتائج علي توزيعات الجرعة الإشعاعية الواصلة ل 90% من حجم الورم، الجرعة القصوى، متوسط الجرعة والانسجه المعرضة لكل من 20%من حجم الرئة و 25% جراي من حجم القلب. أظهرت النتائج أن كلتا الطاقتين متجانستين في توزيع الجرعات للثدي المصاب وان 6+10 ميقافولت كانت لها الأفضلية في تقليل المنطقة التي بها جرعة إشعاعية عالية (البقعة الساخنة) وبالاضافه إلي أنها أفضل بكثير في توزيع الجرعة في العقد الليمفاوية فوق الترقوة من استخدام 6 ميقافولت فقط. و من هذه الدراسة تبين أن استخدام طاقه 6 ميقافولت قد حسنت من توزيع الجرعة للثدي و 6+10ميقافولت قد حسنت من توزيع الجرعة للعقد الليمفاوية فوق الترقوة بالجرعة الموصوفة، ووجد انه ليس هناك فرق واضح في الجرعة الواصلة للرئة الموجودة في اتجاه الثدي المصاب والقلب في حالة إصابة الثدي الموجود في الجهة أليسري باستخدام كلتا الطاقتين. كما انه في حالة الطاقة العالية 10+6 ميقافولت وجد أن البقعة الساخنة الموجودة عند منطقة التقاء الثدي مع العقد الليمفاوية فوق الترقوة قد أزيلت. وتم حساب النتائج إحصائيا حيث وجد أن: هناك اختلاف بين استخدام 6 ميقافولت و6+10 ميقافولت في توزيع الجرعة للثدي (P<<0.05)، الجرعة القصوى والجرعة ألمتوسطه للثدي (0.001p=)، (0.008p=) علي التوالي، وأيضا اختلاف في توزيع الجرعة للغدد الليمفاوية فوق الترقوة والجرعة ألمتوسطه لها (p=0.001)،(p=0.002) علي التوالي، وأخيرا اختلاف في الجرعة ألمتوسطه للرئة (p=0.027). بينما وجد انه لا يوجد اختلاف بين استخدام 6 ميقافولت و6&10 ميقافولت في الجرعة ألصغري للثدي(0.075p=)، الجرعة ألصغري والقصوى للغدد الليمفاوية فوق الترقوة (0.141p=)،(p=0.282) علي التوالي، الجرعة المتوسطة و20%جراي من حجم القلب (p=0.359)،(0.117p=)علي التوالي و25% جراي من حجم الرئة(p=0.407) . وأخيرا حسب التجانس في الجرعة للثدي ووجد أن الاختلاف بين إل 6ميقافولت و 6&10 ميقافولت غير واضح (p=0.157). Abstract: The aim of this study was to evaluate the dose distribution of clinical target volume for breast and supraclavicular, as well as sparing of organ at risk ( lung and heart). Three- Dimensional Conformal Radiotherapy technique was used for the planning using different energy 6 MV and 6&10 MV. Treatment plans for 20 patients (10 patients with left breast cancer and 10 patients with right breast cancer), 13 patients of them were treated for breast and supraclavicular, while the remaining 7 patients were treated for breast only. The prescribed dose was 40.05Gy in 15 fractions. The treatment plans were generated using Elekta synergy LINAC, plans were conducted using XIO planning system (computerize medical system) version 5.10. Superposition algorithm was used for the dose calculation of the of breast and supraclavicular, as well as the organ at risk. Plans with 6 MV were compared to mixed energy plans based on dose volume histogram. Also the maximum, minimum, and mean dose was calculated for the clinical target volume, supraclavicular, and organ at risk. Homogeneity index was calculated for the breast. The technique of monoisocenter wae used in this study to reduce the hotspot resulting from used many isocenter. The results showed that, the 6 MV plans were demonstrated better distribution for the clinical target volume of breast (coverage) than mixed energy. However mixed energy plans showed better dose distribution for the supraclavicular than 6 MV plans, while mixed energy plans demonstrated obviously reduction in hot spot dose compared with 6 MV. The difference between the 6 MV plans and mixed energy plans was significant in dose distribution of the breast (p<<0.05), mean and maximum dose of breast (p= 0.008), (p=0.001) respectively, the dose distribution and mean of supraclavicular, (p=0.001), (p=0.002) respectively, also the mean dose of lung (p=0.026). However the statistics indicated that the difference was insignificant in minimum dose of breast (p=0.075), maximum and minimum dose of supraclavicular (p=0.282), (p= 0.141) respectively, the volume that receives 20% of the dose (V20) of lung (p=0.407), and also mean dose and the volume that receives 25% of the dose (V25) of heart (p=0.359), (p=0.117) respectively. In addition the homogeneity of the breast was calculated and the difference between the 6 MV and the mixed energy was found to be insignificant (p=0.157). Finally we conclued this study, using of high energy (10 MV) in supraclavicular or mixed energy in breast resolved the problem of hotspot, and was given better distribution for supraclavicular.