Evaluation of the dosimetric leaf gap for VMAT-SBRT in small target volumes
2
3
Issued Date
2023
Copyright Date
2023
Resource Type
Language
eng
File Type
application/pdf
No. of Pages/File Size
xxii, 128 leaves : ill.
Access Rights
open access
Rights
ผลงานนี้เป็นลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยมหิดล ขอสงวนไว้สำหรับเพื่อการศึกษาเท่านั้น ต้องอ้างอิงแหล่งที่มา ห้ามดัดแปลงเนื้อหา และห้ามนำไปใช้เพื่อการค้า
Rights Holder(s)
Mahidol University
Bibliographic Citation
Thesis (M.Sc. (Medical Physics))--Mahidol University, 2023
Suggested Citation
Grit Phianpholdeesakun Evaluation of the dosimetric leaf gap for VMAT-SBRT in small target volumes. Thesis (M.Sc. (Medical Physics))--Mahidol University, 2023. Retrieved from: https://repository.li.mahidol.ac.th/handle/123456789/115325
Title
Evaluation of the dosimetric leaf gap for VMAT-SBRT in small target volumes
Alternative Title(s)
การประเมินค่า Dosimetric leaf gap สาหรับเทคนิคการฉายรังสีปรับความเข้มหมุนรอบตัวด้วยรังสีร่วมพิกัดในเป้าหมายขนาดเล็ก
Author(s)
Advisor(s)
Abstract
Volumetric modulated arc therapy stereotactic body radiation therapy (VMAT-SBRT) is a highly efficient technique to treat inoperable patients. To implement the VMAT-SBRT technique in clinical applications, the commissioning process needs to be performed effectively. One of the most important steps in the commissioning process, the MLC modeling, depends on the MLC parameters of diametric leaf gap (DLG) and leaf transmission (LT) for Eclipse-based treatment planning. Inappropriate MLC parameters lead to poor agreement between the measured dose and the planned dose. For clinical application, many studies suggest that DLG adjustment must proceed carefully because it could compensate for the partial leaf transmission effect. This study aims to tune the measured DLG for the lung and prostate using the VMAT-SBRT technique by using electronic portal imaging (EPID). The experiment was conducted on a Varian True Beam equipped with EPID. The experiment was classified into five parts. First is the DLG measurement; the process was performed following the sweeping gap technique. Second, in the tuning direction, the dose distribution, which was optimized by measured DLG, was observed to determine the tuning direction. Third, in tuning DLG, the measured DLG was adjusted in the direction of the second step. Linear extrapolation was applied to calculate the optimal DLG, which determines the best gamma passing rate (GPR). In order to select the best DLG, a polynomial curve was plotted. Fourth, for verification, the measured DLG and the optimal DLG were compared to investigate the improvement of the gamma passing rate. Last, for validation, random retrospective cases were optimized by the optimal DLG in order to examine the performance of the optimal DLG for clinical application. The optimal DLG was 0.96 mm and 1.57 mm for 6FFF and 10FFF, respectively. Tuning the DLG is a time-consuming process because the optimal DLG could be used for prostate and lung VMAT-SBRT techniques. Therefore, EPID measurement is suggested to be applied practically because of its reliability and accessibility. Implication of the thesis: DLG tuning is a critical process that results in good agreement between measurement and plan. However, tuning DLG is a time-consuming and sophisticated process. According to the findings, EPID measurement should be done practically to save time. There are several tuning methods; this study recommends tuning from the gamma passing rate per arc to avoid dose washing out.
เทคนิคการฉายรังสีปรับความเข้มหมุนรอบตัวด้วยรังสีร่วมพิกัด (VMAT-SBRT) เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงในการรักษาผู้ป่วยที่ไม่สามารถผ่าตัดได้ ในการใช้งานเทคนิค VMAT-SBRT ในทางคลินิก ต้องทำ commissioning อย่างมีประสิทธิภาพก่อน หนึ่งในกระบวนการทำ commissioning ที่สำคัญคือการ model MLC สำหรับ Eclipse treatment planning ซึ่งขึ้นอยู่กับ MLC parameters 2 อย่าง คือ Dosimetric leaf gap (DLG) และ leaf transmission (LT) การ model MLC ที่ไม่เหมาะสมจะทำให้ความสอดคล้องของปริมาณรังสีในแผนการรักษากับปริมาณรังสีที่วัดจริงมีค่าต่ำ จากหลากหลายการศึกษาในทางคลินิกรายงานว่าควรมีการปรับค่า DLG เพราะสามารถลดผลของ leaf transmission ได้บางส่วน ในการศึกษานี้มีจุดมุ่งหมายที่จะปรับ DLG สำหรับเทคนิค VMAT-SBRT ของต่อมลูกหมากและปอด โดยใช้ electronic portal imaging (EPID) การทดลองนี้ศึกษาโดยใช้เครื่อง Varian TrueBeam ที่มี EPID แบ่งเป็น 5 ส่วน ส่วนแรกเป็นการวัด DLG โดยใช้เทคนิค sweeping gap ส่วนที่ 2 เป็นการหาทิศทางการปรับโดยดูการกระจายของปริมาณรังสีของแผนที่ optimize จาก measured DLG ส่วนที่ 3 เป็นการปรับ DLG โดยปรับค่า measured DLG ตามทิศทางที่ได้จากส่วนที่ 2 โดยใช้การคาดการณ์เชิงเส้นตรงเพื่อหาค่า optimal DLG ให้ได้ค่า gamma passing rate สูงสุด และใช้กราฟ polynomial ในการเลือกค่า DLG ที่ดีที่สุด ส่วนที่ 4 เป็นการตรวจสอบโดยเปรียบเทียบค่า gamma passing rate ของ measured DLG และ optimal DLG ส่วนสุดท้ายจะเลือกแผนการรักษาย้อนหลังมา optimize ด้วยค่า optimal DLG เพื่อตรวจสอบความสามารถในการใช้ในทางคลินิก ผลการศึกษาพบว่าค่า optimal DLG คือ 0.96 mm และ 1.57 mm สำหรับพลังงาน 6FFF และ 10FFF ตามลำดับ ซึ่งสามารถใช้ร่วมกับการฉายรังสี VMAT-SBRT ในปอดและต่อมลูกหมากได้ การปรับ DLG เป็นกระบวนการที่ใช้เวลามาก ดังนั้นจึงแนะนำการใช้ EPID ในทางปฏิบัติเนื่องจากความน่าเชื่อถือและความเข้าถึงได้ง่าย การนำผลวิทยานิพนธ์ไปใช้: การปรับ DLG เป็นกระบวนการที่สำคัญเพื่อให้เกิดความสอดคล้องที่ดีของการวัดปริมาณรังสีจริงกับปริมาณรังสีในแผนการรักษา แต่เนื่องจากเป็นกระบวนการที่ใช้เวลามากและมีความซับซ้อน จากผลการทดลองจึงแนะนำให้ใช้ EPID ในการใช้งานจริงเพื่อลดเวลาในการทำงาน ทั้งนี้มีวิธีการปรับ DLG หลายวิธี แต่ในการศึกษานี้แนะนำให้ปรับค่าจาก gamma passing rate แต่ละ arc เพื่อไม่ให้เกิด dose washed out
เทคนิคการฉายรังสีปรับความเข้มหมุนรอบตัวด้วยรังสีร่วมพิกัด (VMAT-SBRT) เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงในการรักษาผู้ป่วยที่ไม่สามารถผ่าตัดได้ ในการใช้งานเทคนิค VMAT-SBRT ในทางคลินิก ต้องทำ commissioning อย่างมีประสิทธิภาพก่อน หนึ่งในกระบวนการทำ commissioning ที่สำคัญคือการ model MLC สำหรับ Eclipse treatment planning ซึ่งขึ้นอยู่กับ MLC parameters 2 อย่าง คือ Dosimetric leaf gap (DLG) และ leaf transmission (LT) การ model MLC ที่ไม่เหมาะสมจะทำให้ความสอดคล้องของปริมาณรังสีในแผนการรักษากับปริมาณรังสีที่วัดจริงมีค่าต่ำ จากหลากหลายการศึกษาในทางคลินิกรายงานว่าควรมีการปรับค่า DLG เพราะสามารถลดผลของ leaf transmission ได้บางส่วน ในการศึกษานี้มีจุดมุ่งหมายที่จะปรับ DLG สำหรับเทคนิค VMAT-SBRT ของต่อมลูกหมากและปอด โดยใช้ electronic portal imaging (EPID) การทดลองนี้ศึกษาโดยใช้เครื่อง Varian TrueBeam ที่มี EPID แบ่งเป็น 5 ส่วน ส่วนแรกเป็นการวัด DLG โดยใช้เทคนิค sweeping gap ส่วนที่ 2 เป็นการหาทิศทางการปรับโดยดูการกระจายของปริมาณรังสีของแผนที่ optimize จาก measured DLG ส่วนที่ 3 เป็นการปรับ DLG โดยปรับค่า measured DLG ตามทิศทางที่ได้จากส่วนที่ 2 โดยใช้การคาดการณ์เชิงเส้นตรงเพื่อหาค่า optimal DLG ให้ได้ค่า gamma passing rate สูงสุด และใช้กราฟ polynomial ในการเลือกค่า DLG ที่ดีที่สุด ส่วนที่ 4 เป็นการตรวจสอบโดยเปรียบเทียบค่า gamma passing rate ของ measured DLG และ optimal DLG ส่วนสุดท้ายจะเลือกแผนการรักษาย้อนหลังมา optimize ด้วยค่า optimal DLG เพื่อตรวจสอบความสามารถในการใช้ในทางคลินิก ผลการศึกษาพบว่าค่า optimal DLG คือ 0.96 mm และ 1.57 mm สำหรับพลังงาน 6FFF และ 10FFF ตามลำดับ ซึ่งสามารถใช้ร่วมกับการฉายรังสี VMAT-SBRT ในปอดและต่อมลูกหมากได้ การปรับ DLG เป็นกระบวนการที่ใช้เวลามาก ดังนั้นจึงแนะนำการใช้ EPID ในทางปฏิบัติเนื่องจากความน่าเชื่อถือและความเข้าถึงได้ง่าย การนำผลวิทยานิพนธ์ไปใช้: การปรับ DLG เป็นกระบวนการที่สำคัญเพื่อให้เกิดความสอดคล้องที่ดีของการวัดปริมาณรังสีจริงกับปริมาณรังสีในแผนการรักษา แต่เนื่องจากเป็นกระบวนการที่ใช้เวลามากและมีความซับซ้อน จากผลการทดลองจึงแนะนำให้ใช้ EPID ในการใช้งานจริงเพื่อลดเวลาในการทำงาน ทั้งนี้มีวิธีการปรับ DLG หลายวิธี แต่ในการศึกษานี้แนะนำให้ปรับค่าจาก gamma passing rate แต่ละ arc เพื่อไม่ให้เกิด dose washed out
Degree Name
Master of Science
Degree Level
Master's degree
Degree Department
Faculty of Medicine Ramathibodi Hospital.
Degree Discipline
Medical Physics
Degree Grantor(s)
Mahidol University