Srovnání algoritmů Acuros XB a AAA pro výpočet dávky v oblasti zatížené kovovými artefakty

Abstract

V současné době je diskutován rozdíl dvou algoritmů pro výpočet dávky, staršího AAA (analytický anizotropní algoritmus) a nového Acuros XB, pro VMAT (Volumetric Modulated Arc Therapy), resp. RapidArc. První část práce představuje popis zmíněných algoritmů spolu s algoritmem PRO (Progressive Resolution Optimizer) užívaným k optimalizaci RapidArc plánů a srovnání AAA a Acuros XB na základě publikovaných studií. Druhou část tvoří vlastní výzkum, tedy srovnání algoritmů AAA a Acuros XB pro RapidArc plány, specificky pro plány vycházející z CT zatíženého kovovými artefakty. Pro účely měření byl vytvořen nehomogenní fantom s kovovými inzerty. AAA a Acuros XB byly pak oba aplikovány na vytvořené RapidArc plány, při jejichž optimalizaci byl použit PRO. Plány byly nazářeny na nehomogenní fantom, měřena byla dávka v bodě a 2D dávková distribuce. Pro všechny plány byly pozorovány výrazné odchylky hodnot naměřených a vypočtených oběma algoritmy. Lepší shoda s měřením byla pozorována pro Acuros XB než pro AAA. Pro oba algoritmy byly pozorovány menší odchylky od měření při použití CT snímků manuálně korigovaných na artefakty v materiálech nízkých hustot než při nezkorigovaném CT.

Nowadays, the difference between two dose calculation algorithms, the older AAA (Analytical Anisotropic Algorithm) and the new Acuros XB algorithm, is often being discussed for VMAT (Volumetric Modulated Arc Therapy), or RapidArc. The first part of this work comprises a description of both mentioned dose calculation algorithms along with the PRO algorithm (Progressive Resolution Optimizer) used for RapidArc plan opimization and a comparison of AAA and Acuros XB based on published studies. In the second part, the results of AAA and Acuros XB for RapidArc plans based on CT sets with metal artifacts were compared. For the purpose of the measurement, an inhomogenous phantom with metal inserts was created. Dose calculation algorithms were then both applied to the created RapidArc plans for whose optimalization PRO was used. The created inhomogenous phantom was irradiated using the optimized RapidArc plans, point doses and 2D dose distributions were measured. For all plans, significant deviations between measured and calculated values were observed for both algorithms. Acuros XB was in all cases in better agreement with our measurement than AAA. Both algorithms performed better when CT sets manually corrected for artifacts in low-density materials were used.