Comparison of Build-Up region doses in oblique tangential 6 MV Photon Beams Calculated by AAA and CCC Algorithms in Breast Rando Phantom

Abstract

The purpose of this study was to compare the build-up region doses on breast Rando phantom surface with the bolus covered, the doses in breast Rando phantom and also the doses in lung that is the heterogeneous region by two algorithms. The analytical anisotropic algorithm (AAA) version 8.9 in Eclipse treatment planning system and the collapsed cone convolution (CCC) algorithm version 9.2 in Pinnacle treatment planning system were used to plan in tangential field technique with 6 MV photon beam at 200 cGy total doses in breast Rando phantom with bolus covered (5 mm and 10 mm). Thermoluminescent dosimeters (TLDs) were calibrated with Cobalt-60 and used to measure the doses in irradiation process. The results in treatment planning showed that the doses in build-up region, the doses in breast phantom and the doses in lung (point L1) were closely matched in both algorithms and both thicknesses of bolus which were less than 2% different. The planning doses in build-up region, breast Rando phantom and lung (point L1) were overestimated in both thicknesses of bolus and both algorithm when compared with irradiated dose except in the lung (point L2) that was a point of beam edges region. Above all, the TLD measurements showed that CCC algorithm performed better when compared with AAA algorithm at both thicknesses of bolus. However, uncertainties in measurement may occur through the process of placing bolus over the curve of breast Rando phantom which creates an air gap between bolus and surface of the phantom. Further study might be required in other detectors or other techniques to have more evidence to illustrate the accuracy of dose calculation in buildup region and in lung tissue from the algorithms

การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อต้องการเปรียบเทียบปริมาณรังสีบริเวณบิลด์อัพบนแรนโดแฟนทอม ส่วนเต้านมที่มีโบลัสคลุมอยู่ ปริมาณรังสีในแรนโดแฟนทอมส่วนเต้านมและปริมาณรังสีในบริเวณปอด โดยเปรียบเทียบการคำนวณปริมาณรังสีด้วยอัลกอริทึ่มสองชนิด ได้แก่ อัลกอริทึ่ม AAA ในระบบวางแผนการรักษาของ Eclipse เวอร์ชั่น 8.9 และอัลกอริทึ่ม CCC ในระบบวางแผนการรักษาของ Pinnacle เวอร์ชั่น 8.9 ซึ่งทำการวางแผนการฉายรังสีโฟตอนพลังงาน ด้วยเทคนิคแบบมุมเฉียง และให้ปริมาณรังสี ในแรนโดแฟนทอมที่มีโบลัสคลุมอยู่ 5 และ 10 มิลลิเมตร อีกทั้งยังมีการวัดปริมาณรังสีที่ได้รับจริงโดยใช้ทีแอลดี (TLD) ซึ่งเป็นตัววัดรังสีชนิดหนึ่งที่มีการสอบเทียบความถูกต้องในการนับวัดรังสีด้วยเครื่องโคบอลต์-60 ผลการศึกษาพบว่า ทั้งสองอัลกอริทึ่มสามารถคำนวณปริมาณรังสีบริเวณบิลด์อัพบนแรนโดแฟนทอม ส่วนเต้านมที่มีโบลัสคลุมอยู่ ปริมาณรังสีในแรนโดแฟนทอมส่วนเต้านมและปริมาณรังสีในบริเวณปอด (จุด L1) ได้ใกล้เคียงกันที่โบลัส 5 และ 10 มิลลิเมตร โดยมีค่าความแตกต่างกันน้อยกว่า 2% ยกเว้นบริเวณปอด (จุด L2) ซึ่งมีค่าความแตกต่างมากกว่า 2% และจากการวัดปริมาณรังสีจริงด้วยทีแอลดีพบว่า ปริมาณรังสีบริเวณบิลด์อัพบนแรนโดแฟนทอมส่วนเต้านมที่มีโบลัสคลุมอยู่ ปริมาณรังสีในแรนโดแฟนทอมส่วนเต้านมและปริมาณรังสีบริเวณปอด (จุด L1) ได้ค่าปริมาณรังสีที่น้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับปริมาณรังสีที่ได้การคำนวณด้วยอัลกอริทึ่มทั้งสองชนิดในระบบวางแผนการรักษา ยกเว้นบริเวณปอด (จุด L2) ซึ่งมีคลาดเคลื่อนสูงในการวัดปริมาณรังสี เนื่องจากเป็นบริเวณของขอบลำรังสี จากการศึกษาโดยรวมแล้วพบว่า อัลกอริทึ่ม CCC สามารถที่จะคำนวณปริมาณรังสีในแผนการรักษาได้ใกล้เคียงกับการวัดจริงด้วยตัววัดทีแอลดีมากกว่าอัลกอริทึ่ม AAA แต่อย่างไรก็ตาม การศึกษาในครั้งนี้ยังมีข้อผิดพลาดบางประการที่อาจทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนในการวัดปริมาณรังสี โดยการวางแผ่นโบลัสลงบนแรนโดแฟนทอมส่วนเต้านมนั้น ไม่สามารถทำให้แผ่นโบลัสแนบสนิทชิดกับแรนโดแฟนทอม จึงทำให้เกิดช่องว่างและมีอากาศอยู่ในบริเวณนั้น ทำให้ปริมาณรังสีในบริเวณดังกล่าวคลาดเคลื่อนไป และหากมีการศึกษาครั้งต่อไป ควรจะมีการนำเครื่องวัดปริมาณรังสีชนิดอื่นหรือเทคนิคอื่น ๆ เข้ามาประยุกต์ใช้ เพื่อความถูกต้องแม่นยำ ในการวัดและคำนวณปริมาณรังสีบริเวณดังกล่าว