Zależność wartości poziomu reagowania i tolerancji od przyjętej strategii pomiarowej ArcCHECK’a w dozymetrycznej kontroli jakości planów leczenia pacjentów

• Autorzy: Maluszczak Sandra , Fujak Edyta , Wesołowska Paulina , Murawska Magdalena , Juda Aleksandra , Fillmann Marta , Walewska Agnieszka

Warianty tytułu

EN

Dependence of action and tolerance level values on the adopted ArcCHECK measurement strategy in dosimetric patient-specific pre-treatment quality assurance (PSQA)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Cel pracy. Celem pracy było wyznaczenie specyficznych dla ośrodka i urządzenia wartości poziomu tolerancji (ang. clinic specific tolerance limit, TLCS) oraz poziomu reagowania (ang. clinic specific action limit, ALCS) dla dozymetrycznej kontroli jakości planów leczenia pacjentów (ang. patient-specific pre-treatment quality assurance, PSQA) realizowanych na aparacie Radixact X5 (Accuray) z wykorzystaniem urządzenia ArcCHECK (Sun Nuclear). Zbadano zależność pomiędzy wyborem strategii pomiarowej i kryteriami analizy gamma a wartościami TLCS i ALCS. Materiały i metody. Przeanalizowano 196 wyników dozymetrycznej kontroli jakości planów leczenia z pierwszych 6 miesięcy klinicznej pracy aparatu Radixact X5. Kontrolę tę wykonano z wykorzystaniem urządzenia ArcCHECK. Zastosowano trzy strategie pomiarowe (SINGLE/MERGE/SINGLE-MULTI) w zależności od długości obszaru tarczowego/wysokiej dawki. Dla każdego pomiaru porównano zmierzony i obliczony w systemie planowania leczenia (ang. treatment plannig system, TPS) rozkład dawki. Porównanie wykonano, wykorzystując globalną analizę gamma 2D dla kryteriów zgodności dawki i położenia (ang. Dose Difference, DD/Distance To Agreement, DTA): 3%/3 mm, 3%/2 mm oraz 2%/2 mm. Wyniki analizy gamma wyrażone jako procent punktów pomiarowych (ang. gamma passing rate, %GP) spełniających zależność gamma ≤ 1, zostały wykorzystane do zdefiniowania TLCS/ALCS zgodnie z AAPM TG-218 dla różnych strategii pomiarowych ArcCHECK’a. Wyniki. Średnie wartości wyników analizy gamma dla trzech strategii pomiarowych: SINGLE, MERGE i SINGLE-MULTI wynoszą odpowiednio: 99,7%, 99,7%, 99,2% (3%/3 mm); 99,2%, 99,2%, 98,2% (3%/2 mm); 97,6%, 97,4%, 95,1% (2%/2 mm). Wyznaczone wartości TLCS oraz ALCS dla stosowanych przez pierwsze 6 miesięcy pracy klinicznej uniwersalnych kryteriów analizy gamma (3%/3 mm) wynoszą odpowiednio: 98,3% i 97,8% (strategia SINGLE). Wartości TLCS/ALCS oraz średnie %GP maleją wraz z zaostrzaniem kryteriów analizy gamma. Najniższe wartości średniej %GP oraz TLCS/ALCS otrzymano dla strategii pomiarowej SINGLE-MULTI. Test Kruskala-Wallisa potwierdził statystycznie istotne różnice (p < 0,05) pomiędzy wartościami %GP oraz zależnymi od nich wartościami TLCS i ALCS dla testowanych parametrów analizy gamma dla różnych strategii pomiarowych. Wnioski. Wyznaczone wartości TLCS oraz ALCS nie przekraczają uniwersalnych wartości poziomów tolerancji i reagowania rekomendowanych w TG-218 i są wskazaniem do zaostrzenia kryteriów akceptacji wyników dozymetrycznej kontroli jakości planów leczenia stosowanych w naszym ośrodku zgodnie z rekomendacjami AAPM TG-218 i AAPM TG-306 dla strategii SINGLE I MERGE. Dla dłuższych obszarów tarczowych (strategia pomiarowa SINGLE-MULTI) można spodziewać się niższych wartości zarówno wyników analizy gamma, jak i poziomów tolerancji i reagowania. Wskazane jest monitorowanie stabilności procesu PSQA w czasie metodą statystycznej kontroli procesu (ang. statistical process control, SPC) proponowaną w raporcie AAPM TG-218 i cykliczna ewaluacja wartości TLCS i ALCS .

Purpose. The study aims to propose clinic and device specific tolerance (TLCS) and action limits (ALCS) for pre-treatment patient- specific quality assurance (PSQA) procedure using Arc- CHECK for Radixact X5 (Accuray) in our hospital. This work investigates whether the choice of the ArcCHECK (Sun Nuclear) measurement strategy together with the different criteria for gamma passing rate (%GP) influence TLCS and ALCS levels. Materials and Methods. 196 dosimetric pre-treatment PSQA results from the first 6 months of the Radixact X5 clinical operation were analyzed. The control was performed using the ArcCHECK device. Three measurement strategies (SINGLE/ MERGE/SINGLE-MULTI) were used depending on the length of the high dose/target area. For each measurement, the measured and calculated in the treatment planning system dose distribution were compared. The comparison was made using 2D global gamma analysis for the Dose Difference (DD)/Distance To Agreement (DTA) criteria: 3%/3 mm, 3%/2 mm and 2%/2 mm. The results of the gamma analysis expressed as the percentage of measurement points (%GP) satisfying the condition gamma ≤ 1 were used to define TLCS/ALCS according to TG-218 for various ArcCHECK measurement strategies. Results. The average values of the gamma analysis results for the three measurement strategies: SINGLE, MERGE, and SINGLE- -MULTI were respectively: 99,7%, 99,7%, 99,2% (3%/3 mm); 99,2%, 99,2%, 98,2% (3%/2 mm); 97,6%, 97,4%, 95,1% (2%/2 mm). The determined TLCS a nd A LCS values for the universal gamma analysis criteria (3%/3 mm) used during the first 6 months of clinical work are: 98,3% and 97,8%, respectively (SINGLE strategy). TLCS/ALCS and average %GP values decrease as the gamma analysis criteria is tightened. The lowest mean value %GP and TLCS/ALCS values were obtained for the SINGLE-MULTI measurement strategy. The Kruskal-Wallis test confirmed statistically significant differences (p < 0,05) between the %GP and TLCS and ALCS values for the tested gamma analysis parameters for different measurement strategies. Conclusion. The determined TLCS and ALCS values do not exceed the universal values of tolerance and action levels recommended in TG-218 and are an indication for tightening the criteria for acceptance of the PSQA results used in our center according to AAPM TG-218 and AAPM TG-306 (SINGLE, MERGE measurement strategy). For longer target areas (SINGLE-MULTI measurement strategy) lower values of gamma analysis results as well as lower tolerance and action levels can be expected. It is advisable to monitor the stability of the PSQA process over time using the statistical process control (SPC) method proposed in the AAPM TG- -218 report and to evaluate the TLCS and ALCS values periodically.

Słowa kluczowe

PL

kontrola jakości planów pacjentów; tomoterapia; ArcCHECK

EN

quality control of patient plans; thomotherapy; ArcCHECK; PSQA

• Wydawca: Indygo Zahir Media
• Czasopismo: Inżynier i Fizyk Medyczny
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 12, nr 5
• Strony: 399--404
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Maluszczak Sandra

• Zakład Fizyki Medycznej, Narodowy Instytut Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie – Państwowy Instytut Badawczy, ul. W.K. Roentgena 5, 02-781 Warszawa

autor

Fujak Edyta

• Zakład Fizyki Medycznej, Narodowy Instytut Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie – Państwowy Instytut Badawczy, ul. W.K. Roentgena 5, 02-781 Warszawa

autor

Wesołowska Paulina

• Zakład Fizyki Medycznej, Narodowy Instytut Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie – Państwowy Instytut Badawczy, ul. W.K. Roentgena 5, 02-781 Warszawa

autor

Murawska Magdalena

• Zakład Fizyki Medycznej, Narodowy Instytut Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie – Państwowy Instytut Badawczy, ul. W.K. Roentgena 5, 02-781 Warszawa

autor

Juda Aleksandra

• Zakład Fizyki Medycznej, Narodowy Instytut Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie – Państwowy Instytut Badawczy, ul. W.K. Roentgena 5, 02-781 Warszawa

autor

Fillmann Marta

• Zakład Fizyki Medycznej, Narodowy Instytut Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie – Państwowy Instytut Badawczy, ul. W.K. Roentgena 5, 02-781 Warszawa

autor

Walewska Agnieszka

• Zakład Fizyki Medycznej, Narodowy Instytut Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie – Państwowy Instytut Badawczy, ul. W.K. Roentgena 5, 02-781 Warszawa

Bibliografia

• 1. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 11 stycznia 2023 r. w sprawie warunków bezpiecznego stosowania promieniowania jonizującego dla wszystkich rodzajów ekspozycji medycznej, Dz.U. 2023 poz. 195, Tekst ogłoszony, obowiązuje od 14.02.2023.
• 2. Nederlandse Commissie Voor Stralingsdosimetrie, Quality Assurance for Tomotherapy Systems, Report 27 of the Netherlands Commision on Radiation Dosimetry, 2017.
• 3. M. Miften, A. Olch, D. Mihailidis, J. Moran, T. Pawlicki, A. Molineu, H. Li, K. Wijesooriya, J. Shi, P. Xia, N. Papanikolaou, D. Low: Tolerance limits and methodologies for IMRT measurement-based verification QA: Recommendations of AAPM Task Group No. 218, Med. Phys., 45(4), 2018, e53-e83.
• 4. K.M. Langen, N. Papanikolaou, J. Balog, R. Crilly, D. Followill, S.M. Goddu, W. Grant, G. Olivera, Ch.R. Ramsey, Ch. Shi: QA for helical tomotherapy Report of the AAPM Task Group 148a; Med. Phys., 37(9), 2010, 4817-4853.
• 5. AAPM Task Group Report 306: Quality control and assurance for tomotherapy: An update to Task Group Report 148, 2022, e25-e52.
• 6. D.A. Low, W.B. Harms, S. Mutic, J.A. Purdy: A technique for the quantitative evaluation of dose distributions, Med Phys., 25(5), 1998, 656-661.
• 7. M. Chen, Y. Chen, Q. Chen, W. Lu: Theoretical analysis of the thread effect in helical TomoTherapy, Med. Phys., 38(11), 2011, 5945-60.
• 8. Radixact Physics Essentials Course Workbook, 1058101.G, 2021, Accuray Incorporated.
• 9. ArcCHECK Reference Guide, Sun Nuclear Corporation Document 12200 11, Rev H-2, 2013.
• 10. P. Patwe, V. Mhatre, P. Dandekar: Impact of Electron Density Modeling of ArcCHECK Cylindricaldiode Array On 3DVH Patient Specific QA Software Tool Analysis, SU-F-T-300, Med. Phys., 43(6), 2016.
• 11. V. Chaswal, M. Weldon, N. Gupta, A. Chakravarti, Y. Rong: Commissioning and comprehensive evaluation of the ArcCHECK cylindrical diode array for VMAT pretreatment delivery, J. Appl. Clin. Med. Phys., 8, 15(4), 2014, 212-225.
• 12. W. Ansbacher, I.M. Gagne, C.-L. Swift: A comprehensive EPID-based 3D validation technique for TrueBeam-delivered VMAT plans, J. Phys., Conf. Ser., 489, 012067, 2014.
• 13. D. Létourneau, J. Publicover, J. Kozelka, D.J. Moseley, D.A. Jaffray: Novel dosimetric phantom for quality assurance of volumetric modulated arc therapy, Med. Phys., 36(5), 2009, 1813-1821.
• 14. S. Bresciani, A. Di Dia, A. Maggio, C. Cutaia, A. Miranti, E. Infusino, M. Stas: Tomotherapy treatment plan quality assurance: the impact of applied criteria on passing rate in gamma index method, Med. Phys., 40(12), 2013, 121711.
• 15. ArcCHECK User’s Guide, Sun Nuclear Corporation Document 1220012, Rev M, 2014.
• 16. T. Pawlicki, M. Whitaker, A.L. Boyer: Statistical process control for radiotherapy quality assurance, Med. Phys., 32(9), 2005, 2777-2786.
• 17. M. Fusella, S. Cavinato, A. Germani, M. Paiusco, N. Pivato, M.A. Rossato, A. Scott, A. Scaggion: Analysis of clinical patientspecific pretreatment quality assurance with the new helical tomotherapy platform, following the AAPM TG218 report, Radiation Oncology, 16, 2021, 226.