Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Ελευθέριος Παππάς, Επίκουρος Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Παντελής Καραΐσκος, Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Παναγιώτης Παπαγιάννης, Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Περίληψη:
Υπόβαθρο: Τα δοσίμετρα οπτικά διεγερμένης φωταύγειας (φωτοφωταύγειας) (Optically Stimulated Luminescence Dosimeters, OSLDs) αποτελούν παθητικά δοσίμετρα, με ικανοποιητικά χαρακτηριστικά (υψηλή ευαισθησία, δυνατότητα πολλαπλών αναγνώσεων της ίδιας καταγραφής, μικρή αναμονή μεταξύ ακτινοβόλησης και ανάγνωσης κ.α.) για την ένταξή τους σε πρωτόκολλα δοσιμετρίας στερεοτακτικών εφαρμογών Ακτινοθεραπείας (Stereotactic Radiosurgery / Radiotherapy και Stereotactic Body Radiotherapy – SRS/SRT και SBRT).
Υλικά/Μέθοδοι: Χρησιμοποιήθηκε ο δοσιμετρικός εξοπλισμός myOSLchip (RadPro, Γερμανία), ο οποίος αποτελείται από δοσίμετρα BeO ενεργού όγκου 4.65 x 4.65 x 0.5 mm3, συσκευή ανάγνωσης και συσκευή διαγραφής σήματος. Για την μελέτη των βασικών δοσιμετρικών χαρακτηριστικών και εξαρτήσεων της απόκρισης ακολουθήθηκε το πρωτόκολλο AAPM TG-191. Ειδικότερα, μελετήθηκε η ευαισθησία μεμονωμένου δοσιμέτρου (individual sensitivity) και η απώλεια σήματος μεταξύ διαδοχικών αναγνώσεων (depletion) για 2 παρτίδες δοσιμέτρων, καθώς και η σχέση δόσης-απόκρισης σε εύρος 52-2600 MU (~0.5-25 Gy). Έπειτα εξετάστηκε η εξάρτηση της απόκρισης των OSLDs από την ποιότητα (6 και 10MV) και τον προσανατολισμό δέσμης (en face και edge on, πρόσπτωση της δέσμης κάθετα και παράλληλα στον BeO δίσκο, αντίστοιχα). Ακόμη, μελετήθηκε ο βραχυπρόθεσμος και ο μεσοπρόθεσμος ρυθμός απώλειας σήματος (fading) τις πρώτες 24 ώρες έως και 25 μέρες μετά την ακτινοβόληση, σε 3 επίπεδα δόσεων (0.5, 3 και 6 Gy) και προσαρμόστηκαν λογαριθμικές καμπύλες παλινδρόμησης. Τέλος, διερευνήθηκε η πιθανή εξάρτηση της απόκρισης από τον ρυθμό δόσης (στο εύρος 60-1400 MU/min), καθώς και της μεταβολής της ευαισθησίας των δοσιμέτρων αυξανόμενης της ληφθείσας αθροιστικής δόσης (lifetime accumulated dose) σε 7 κύκλους χρήσης των 14 Gy έκαστος. Έπειτα, 17 δοσίμετρα εντάχθηκαν στην επιβεβαίωση 4 SRS/SRT και 2 SBRT πλάνων θεραπείας σε ανθρωπόμορφα ομοιώματα με οστικές ανομοιογένειες (Prime ομοίωμα κεφαλής και SBRT ομοίωμα άνω κοιλίας, RTSafe, Ελλάδα). Τα πλάνα θεραπείας εξήχθησαν από τα Συστήματα Σχεδιασμού Θεραπείας σε μορφή DICOM για περαιτέρω επεξεργασία και σύγκριση με τις μετρούμενες κατανομές δόσης. Ο βαθμός συμφωνίας υπολογισμών και μετρήσεων ποσοτικοποιήθηκε και με τον δείκτη γ, θεωρώντας global και local κριτήρια 5%/1.5mm, 5%/1mm, 3%/2mm, 3%/1.5mm και 3%/1mm, τα οποία βασίστηκαν στις υπεισερχόμενες πειραματικές αβεβαιότητες (2.8%, 0.5mm).
Αποτελέσματα: Από την μελέτη των παραγόντων individual sensitivity προέκυψαν τιμές στο εύρος 0.559-1.851 με τυπική απόκλιση 0.222, καθώς και 0.891-1.268 με τυπική απόκλιση 0.078, για τις 2 παρτίδες, αντίστοιχα. Βρέθηκε ένας μεμονωμένος παράγοντας depletion για κάθε δοσίμετρο στο εύρος 1.008-
1.031 με τυπική απόκλιση 0.006, και 1.007-1.013 με τυπική απόκλιση 0.001, για κάθε παρτίδα, αντίστοιχα. Η συμπεριφορά των δοσιμέτρων είναι γραμμική μέχρι τα 2 Gy και υπογραμμική στο εύρος 2-25 Gy, ορίζοντας διορθωτικούς παράγοντες 1.01 και 1.04 στα εύρη 2-6 Gy και 6-25 Gy, αντίστοιχα. Δεν παρουσιάστηκε σημαντική ενεργειακή εξάρτηση εντός των αβεβαιοτήτων, ενώ τα δοσίμετρα εμφανίζουν εξάρτηση από τον προσανατολισμό, ορίζοντας διόρθωση 2.8% (± 2.1%) στην edge on διάταξη. Η χρονική απώλεια σήματος βρέθηκε <16% στις πρώτες 24 ώρες και <19% για τις πρώτες 25 μέρες μετά την ακτινοβόληση, κανονικοποιώντας στο σήμα της 3ης ώρας και 1ης ημέρας, αντίστοιχα, χωρίς εξάρτηση από την δόση στο εύρος δόσεων που μελετήθηκε. Δεν εμφανίζεται εξάρτηση από τον ρυθμό δόσης εντός των υπεισερχόμενων αβεβαιοτήτων, ενώ παρατηρείται σταθερή ευαισθησία των δοσιμέτρων μέχρι τα ~98 Gy αθροιστικής δόσης. Η επιβεβαίωση των 4 SRS/SRT πλάνων βρίσκει πλήρη επιτυχία (100%) για όλα τα κριτήρια με απόσταση συμφωνίας 2 mm, ενώ 1 από τα 4 πλάνα αποτυγχάνει (<90%) στα κριτήρια με απόσταση συμφωνίας 1 mm. Αντίστοιχα, στις SBRT εφαρμογές η επιτυχία του δείκτη γ ήταν 100% για όλα τα εφαρμοζόμενα κριτήρια, αν τεθεί κατώφλι αποκοπής της δόσης στο 5%.
Συμπεράσματα: Πραγματοποιήθηκε πλήρης χαρακτηρισμός των δοσιμέτρων OSLDs σύμφωνα με τις κατευθυντήριες οδηγίες του AAPM TG-191, από τον οποίο προέκυψαν οι βασικές εξαρτήσεις της απόκρισής τους και οι απαραίτητοι διορθωτικοί παράγοντες. Τα BeO OSLDs κρίθηκαν κατάλληλα για ένταξη σε προγράμματα διασφάλισης ποιότητας για την επιβεβαίωση πλάνων θεραπείας προηγμένων εφαρμογών Ακτινοθεραπείας (SRS/SRT και SBRT).
Λέξεις-κλειδιά:
Ακτινοθεραπεία, OSLDs, SRS/SRT, SBRT, Δείκτης γ
