Absorbed dose distributions in the vicinity of high-density materials in head and neck radiotherapy A quantitative comparison between measurements, Monte Carlo simulations and treatment planning system

Sammanfattning: Varje år diagnostiseras i Sverige ungefär 1100 personer med cancer i huvudhalsregionen. Typiska diagnoser är tungcancer, läppcancer och cancer i struphuvudet. I och runt om munhålan finns det stora skillnader i densitet mellan till exempel vävnad och tänder och vävnad och tandlagningar. I detta arbete så har effekterna av ett antal olika tandlagningsmaterial på dosberäkningarna undersökts. För att göra detta så har mätningar jämförts med dosberäkningar från ett kommersiellt dosplaneringssystem samt med avancerade datorsimuleringar. För att göra mätningarna så byggdes en vattenbalja i vilken tandmaterial av komposit, porslin, titan och guld placerades. Denna vattenbalja bestrålades sedan med en strålbehandlingsutrustning som används för att behandla cancer till vardags. Mätningar av absorberad dos framför och bakom tandmaterialet gjordes. För att jämföra dessa mätningar med dosplaneringssystemet så gjordes en datortomografiundersökning av vattenbaljan med de olika tandmaterialen i. Denna datortomografiundersökning användes sedan som grund för dosberäkningen i dosplaneringssytemet på samma sätt som man skulle gjort för en patient. Som referens till dessa två användes resultat från en avancerad datorsimulering. Tyvärr är dessa datorsimuleringar så tidskrävande att de inte går att använda till dosplanering för annat än forskningssyfte och för enkla geometrier som till exempel vattenbaljor. Resultaten visade stora skillnader mellan mätningarna och dosplaneringssystemet. Datorsimuleringarna och mätningarna visade god överensstämmelse. Skillnaderna mellan mätningarna och dosplaneringssystemet var störst precis framför tandmaterialet samt precis efter. Framför allt för guld så var resultaten från dosplaneringssytemet grovt underskattat precis framför tandmaterialet. Underskattningar av dosen efter tandlagningarna för övriga material kunde härledas till datortomografiundersökningen och begränsningar i dosplaneringssystemet. Slutsatsen av detta arbete är att det finns begränsningar i dagens dosplaneringssystem som användaren måste känna till. Ett exempel av dessa är att man bör säkerställa att ens datortomografiundersökning är optimal. Detta kan göras med metoder från detta arbete. Även begränsningar i dosplaneringssystemet för hur detta hanterar material av höga densiteter bör uppmärksammas för användaren. För guldtandlagningen och den stora skillnad i dos framför lagningen finns det dock ett ännu enklare sätt att minimera dosen. Detta görs förslagsvis genom att placera en distans av plast, några millimeter tjock mellan tanden med lagning och omgivande vävnad i munnen.