The Effect of Different Colimator Angles in Prostate Radiotherapy Plans with Volumetric Modulated Arc Therapy (VMAT) Technique

Abstract

The aim of this study was to compare the differences in tumor and critical organ doses by using different collimator angles in the treatment plans of 10 prostate cancer patients who received radiotherapy treatment in the Radiation Oncology Clinic of Şişli Hamidiye Etfal Training and Research Hospital. The plans of 10 prostate cancer patients treated with the Varian Trilogy model linear accelerator were evaluated using the double field Volumetric Modulated Arc Therapy (VMAT) planning technique in the Eclipse (ver.13.6) treatment planning system. In VMAT technique, treatment plans were made when the collimator angles were clockwise (CW) and counter clockwise (CCW) 30°-330°. Critical organs and target organs are re-calculated by changing CW and CCW (15°- 345°, 45°-315°, 60°-300°, 75°-285°, 90°-270°) in VMAT calculations without changing the optimization values. Dose distributions were obtained and the effect of collimator angle on dose distribution was examined. The collimator angles, which we obtained the best dose distribution, were determined for VMAT technique and evaluated for statistical significance. Quality control of the statistically significant treatment plans was performed with Electronic Portal Imaging Device (EPID) and the results were compared with 3% dose difference and 3 mm distance difference criteria for each patient in linear accelerator. It was found that the collimator angle which provides optimal dose distribution for the treatment of prostate cancer patients was consistent both statistically and as a result of measurements.

Bu çalışmada, Şişli Hamidiye Etfal Eğitim ve Araştırma Hastanesi Radyasyon Onkolojisi kliniğinde radyoterapi tedavisi alan 10 prostat kanseri hastası için tedavi planlarında farklı kolimatör açıları kullanılarak tümör ve kritik organ dozlarındaki farklılıkların karşılaştırılması amaçlanmıştır. Varian marka Trilogy model lineer hızlandırıcı cihazı ile tedavi edilen 10 prostat kanseri hastasının planları, Eclipse (ver.13.6) tedavi planlama sisteminde çift alan Hacimsel Ayarlı Radyoterapi (VMAT) planlama tekniği kullanılarak değerlendirildi. VMAT tekniğinde kolimatör açıları saat yönünde (CW) ve saat yönünün tersine (CCW) 30°-330° iken tedavi planları yapılıp doz dağılımları elde edildi. Optimizasyon değerleri değiştirilmeden kolimatör açıları VMAT hesaplarında CW ve CCW (15°- 345°, 45°-315°, 60°-300°, 75°-285°, 90°-270) olacak şekilde değiştirilerek tekrardan hesaplatılarak kritik organ ve hedef organ doz dağılımları elde edildi ve kolimatör açısının doz dağılımı üzerindeki etkisi incelendi. En iyi doz dağılımını elde ettiğimiz kolimatör açıları VMAT tekniği için belirlendi ve istatistiksel olarak anlamlı olup olmadığı değerlendirildi. İstatistiksel olarak anlamlı olan tedavi planlarının Elektronik Portal Görüntüleme Cihazı (EPID) ile kalite kontrolleri yapıldı ve sonuçlar lineer hızlandırıcıdaki her hasta için doz ölçümleri yapılarak % 3 doz farkı ve 3 mm mesafe farkı kriteri ile karşılaştırıldı. Prostat kanseri hastalarının radyoterapi tedavisi için optimal doz dağılımını sağlayan kolimatör açısının hem istatistiksel olarak hem de yapılan ölçümler sonucunda tutarlı olduğu görülmüştür.