TartıĢma Ve Öneriler

Bu çalıĢmanın amacı 160 ÇYK‟ya sahip 6 MV X-ıĢını üreten Siemens Artiste LĠNAK cihazının baĢlangıç elektron parametrelerini, MC yöntemini kullanarak bulmaktır. Ayrıca bu parametrelerin YDD eğrisi ve lateral doz profili üzerinde oluĢturduğu etki de çalıĢmada incelenmiĢtir. Belirlenmek istenilen parametreler: hedefe çarpan elektronun ortalama enerjisi ve YMTG değeridir. BaĢlangıç elektron parametrelerinin belirlenmesi, MC yöntemi kullanılarak elde edilmek istenilen radyasyon transferi simülasyonunun önemli bir parçasıdır. ÇalıĢmadaki modelleme iki kısımdan oluĢmaktadır. Ġlk aĢamada BEAMnrc programına Siemens Artiste LĠNAK cihazının sahip olduğu parçalar tanımlanmıĢtır. Bu parçalar: çıkıĢ penceresi, hedef, birincil kolimatörler, düzleĢtirici filtre, iyon odaları, Y çeneleri ve X çok yapraklı kolimatörlerden oluĢmaktadır. Tanımlama iĢleminde her bir parçanın konumu, boyutu, malzeme özelliği gibi önemli parametreleri programa girilmiĢtir. Modelleme

61

öncesi programa girilen parçacık sayısı sıfırlanana kadar simülasyon program tarafından devam ettirilir. BeĢ farklı elektron ortalama enerjisi değeri ve yine beĢ farklı YMTG değeri kullanılarak analizler yapılacağı için, BEAMnrc üzerinde her bir değer için ayrı simülasyonlar hesaplatılmıĢtır. Modelleme sonunda her bir simülasyon için BEAMnrc‟den faz uzay dosyaları elde edilmiĢtir. Elde edilen faz uzay dosyaları, modelleme sonucu oluĢan ıĢın demetinin bütün özelliklerini içermektedir.

Daha sonra bu faz uzay dosyaları, ıĢın demetinin 3 boyutlu sanal fantomda oluĢturduğu doz dağılımlarını incelemek için, DOSXYZnrc programında kullanılmıĢtır. MC yöntemi kullanılarak DOSXYZnrc programında, YDD eğrileri ve lateral doz profil eğrileri elde edilmiĢtir.

Ġyon odası kullanılarak MP3 su fantomunda alınan ölçümler ve Gafkromik film kullanılarak alınan ölçümler, MC yöntemi kullanılarak elde edilen ölçümlerle karĢılaĢtırılmıĢ ve Siemens Artiste LĠNAK cihazı için uygun baĢlangıç elektron parametreleri elde edilmiĢtir.

Sheikh-Bagheri ve arkadaĢları, YDD eğrilerinin elektronun ortalama enerjisine bağlı olduğunu ancak lateral doz profillerinin hem elektronun ortalama enerjisine hem de YMTG değerlerine karĢı duyarlı olduğunu belirtmiĢlerdir [48]. Bu çalıĢmada da aynı sonuç elde edilmiĢtir. Ayrıca farklı YMTG değerlerinin YDD eğrisi üzerinde anlamlı bir etki göstermediği de gözlemlenmiĢtir. Mohammed ve arkadaĢları elektronun ortalama enerjisini ve YMTG değerini bulmak için TPR 20,10 değeri ve gamma analizi yönteminden yararlanmıĢlardır [16]. Bu çalıĢmada da baĢlangıç elektron parametrelerini belirlemek için bu yöntemler kullanılmıĢtır.

Jabbari ve arkadaĢları, sahip oldukları LĠNAK cihazı için elektronun ortalama enerjisi ve YMTG değerini sırasıyla 6.5 MeV ve 0.31 cm olarak bulmuĢtur [49].

62

BaĢka bir çalıĢmada Chang ve arkadaĢları, çalıĢmalarında kullandıkları LĠNAK cihazı için elektronun ortalama enerjisini 6.15 MeV ve YMTG değerini 0.03 cm olarak bulmuĢtur [50].

Bakkali ve arkadaĢları, 6.6 MeV elektron ortalama enerjisi ve 0.118 cm YMTG değeri ile en iyi modellemeyi elde etmiĢlerdir [51].

Benzer Ģekilde bu çalıĢmada, baĢlangıç parametreleri olarak elektronun ortalama enerjisi için 6.3 MeV ve YMTG için 0.30 cm değerini kullanarak yapılmıĢ olan MC modellemesi ile ölçüm verileri, % 0.5 ve 0.5 mm Gamma analizi parametreleri içinde karĢılaĢtırıldığında, iki ölçüm sonucunun uyumlu olduğu görülmüĢtür. 6 MV X-ıĢını oluĢturmak için gereken baĢlangıç parametreleri her marka ve model LĠNAK için farklıdır. Bu parametreler LĠNAK cihazında bulunan, hedef, düzleĢtirici filtre, her bir parçacığın konum, boyut ve malzeme özelliklerine bağlıdır. Elde edilen sonuçlar, farklı üreticilerin yapmıĢ olduğu diğer LĠNAK cihazları ile doğrudan karĢılaĢtırılamaz. Çünkü her bir farklı marka LĠNAK cihazının parçaları kendine özeldir ve konumları, boyutları, malzeme özellikleri gibi önemli parametreler farklılık göstermektedir. Parçaların yanlıĢ tanımlanmasının ve elektron parametrelerindeki küçük değiĢikliklerin, ortamda oluĢacak doz dağılımı üzerinde güçlü etkiler meydana getireceği çalıĢma boyunca görülmüĢtür. Bu çalıĢmada Siemens Artiste LĠNAK cihazının kafa kısmında bulunan önemli parametreler MC yöntemi ile modellenmiĢ, daha sonra 6 MV X-ıĢını oluĢturmak için gerekli anlamlı parametreler elde edilmiĢtir. Elde edilen veriler kullanılarak, LĠNAK cihazından saçılan dozlar ve ÇYK‟den sızan X-ıĢınları hesaplanabilir. TPS tarafından hasta görüntüsü üzerinde elde edilen dozlar ile MC yöntemi ile elde edilen dozlar karĢılaĢtırılabilir. Bu yolla yeni kompleks tedavi uygulamaları için tedavi planlama sistemlerindeki farklı planlama algoritmalarının hesaplama doğrulamaları yapılabilir. Böylece kritik organlar ve ıĢınlanacak hedefin aldığı doz doğru bir Ģekilde hesaplanabilir. Hastanın ıĢınlanacak hedef hacminin dıĢında kalan sağlam doku ve organlarının alacağı doz yüksek doğrulukla hesaplanabileceği için emniyetli olarak tolerans limitleri altında kalacağından, hastanın hedef hacmine istenilen yüksek doz verilebilir. LĠNAK‟tan elde edilen radyasyonun kullanıldığı çeĢitli dozimetri çalıĢmalarında da elde edilen parametreler kullanılabilir. Bu çalıĢma farklı marka ve

63

model LĠNAK cihazlarının modellenmesine ve benzer çalıĢmaların yapılmasına yol gösterici olabilir.

65 KAYNAKLAR

[1] Yiğit, Ç. (2008). Radyoterapide Monte Carlo BenzeĢimi (Doktora Tezi). Adres: https://www.hacettepe.edu.tr. Alındığı tarih: 06.03.2019

[2] Seco, J., Verhaegen, F., Monte Carlo Techniques in Radiation Therapy, New York, Taylor & Francis Group, (2013).

[3] Aljamal, M., Zakaria, A., (2013). Monte Carlo modeling of a Siemens Primus 6 MV photon beam linear accelerator, Aust J Basic Appl Sci, 7(10), 340-346.

[4] Kodaloğlu, N. (2011). Tedavi Planlama Sistemi Ġle Elde Edilen Doz Dağılımlarının Monte Carlo (Beamnrc Ve Egsnrc) Algoritması Ve Ġn- Vivo Dozimetrik Yöntemler Ġle KarĢılaĢtırılması (Yüksek Lisans Tezi). Adres: https://www.hacettepe.edu.tr. Alındığı tarih: 11.02.2019

[5] Tuğrul, T., (2018). Absorption ratio of treatment couch and effect on surface and build-up region doses, Reports of Practical Oncology and

Radiotherapy, 23(1), 1-5.

[6] Ertürk, M.E. (2019). Development of Pencil Beam Kernel for Flattening Filter Free Treatment Systems (Doktora Tezi). Adres:

https://www.hacettepe.edu.tr. Alındığı tarih: 20.03.2019

[7] Edimo, P., Kwato Njock, M.G., Vynckier, S., (2013). Validation of XiO Electron Monte Carlo-based calculations by measurements in a

homogeneous phantom and by EGSnrc calculations in a heterogeneous phantom, Physica Medica, 29, 631-638.

[8] Toutaoui, A., Ait chikh, S., Khelassi-Toutaoui, N., Hattali, B., (2014). Monte Carlo photon beam modeling and commissioning for radiotherapy dose calculation algorithm, Physica Medica, 30, 833-837.

66

[9] Fonseca, T.C.F., Mendes, B.M., Lacerda, M.A.S., Silva, L.A.C, Paixao, L., Bastos, F.M., Ramirez, J.V., Junior, J.P.R., (2017). MCMEG:

Simulations of both PDD and TPR for 6 MV LĠNAK photon beam using different MC codes, Radiation Physics and Chemistry, 140, 386-391. [10] Ayyıldız, Ü. (2005). Radyoterapide Kullanılan Kaynak Ve Dedektörlerin Çoklu

Geometri Tekniği Ġle Egsnrc Monte Carlo Modellemesi (Yüksek Lisans Tezi). Adres: https://www.mcbu.edu.tr. Alındığı tarih: 01.06.2019

[11] Dowlatabadi, H., Mowlavi, A.A., Ghorbani, M., Mohammadi, S., (2017). Monte Carlo Simulation of Siemens Primus plus Linac for 6 and 18 MV Photon Beams, J Biomed Phys Eng, 7(4), 333-346.

[12] Verhaegen, F., Seuntjens, J., (2003). Monte Carlo modelling of external radiotherapy photon beams, Phys Med Biol, 48, 107-164.

[13] Mihailescu, D., Borcia, C., (2014). Monte Carlo simulation of the electron beams produced by a linear accelerator for intraoperative radiation therapy, Rom Rep Phys, 66, 61-74.

[14] Rogers, D.W.O., Walters, B., Kawrakow, I., BEAMnrc users manual, NRCC Report PIRS-0509, Ottawa, National Research Council of Canada, (2019).

[15] Kawrakow, I., (2000). Accurate condensed history Monte Carlo simulation of electron transport. I. EGSnrc, the new EGS4 version, Med Phys, 27, 485- 498.

[16] Mohammed, M., Bardouni, T.E., Chakir, E., Saeed, M., Jamal, A.Z., Mohamed, L., (2017). Validation of BEAMnrc Monte Carlo model for a 12 MV photon beam, Journal of King Saud University - Science, 30(4), 537-543.

[17] Chow, J.C., Jiang, R., Owrangi, A.M., (2014). Dosimetry of small bone joint calculated by the analytical anisotropic algorithm: a Monte Carlo

67

[18] Keall, P.J., Siebers, J.V., Libby, B., Mohan, R., (2003). Determining the incident electron fluence for Monte Carlo-based photon treatment planning using a standard measured data set, Med Phys, 30, 574-582. [19] Makrani, D.S., Hasanzadeh, H., Pourfallah, T.A., Ghasemi, A., Jadidi,

M., Babapour, H., (2015). Determination of primary electron beam parameters in a Siemens Primus Linac using Monte Carlo simulation, J Paramed Sci, 6(1), 75-79.

[20] Aljarrah, K., Sharp, G.C., Neicu, T., Jiang, S.B., (2006). Determination of the initial beam parameters in Monte Carlo Linac simulation, Med Phys, 33(4), 850-858.

[21] Pawlicki, T., Scanderbeg, D.J., Starkschall, G., Hendee's Radiation Therapy Physics, Fourth Edition, New Jersey, John Wiley & Sons, (2016).

[22] Toklu, T. (2016). Use Of Monte Carlo Technıques In External Beam Therapy Of Lung Cancer (Doktora Tezi). Adres:

https://www.yeditepe.edu.tr. Alındığı tarih: 16.04.2019

[23] Oliveira, A.C.H., Vieira, J.W., Lima, F.R.A., (2015). Monte Carlo modeling of multileaf collimators using the code Geant4, Brazılıan Journal Of Radıatıon Scıences, 03-1A, 01-12.

[24] PTW Dosimetry Company., (2019). Radiation Medicine QA, Solutions, PTW-FREIBURG.

[25] IBA Company., (2018). Detectors for relative and absolute dosimetry, IBA Dosimetry.

[26] Yedekçi, F.Y. (2013). Yoğunluk Ayarlı Radyoterapi (Yart) Tekniğinde Ġn Vivo Dozimetri Ġçin Elektronik Portal Görüntüleme Sistemi (Epıd) Ve Diyot Dedektörlerin Kullanılması (Yüksek Lisans Tezi). Adres: https://www.hacettepe.edu.tr. Alındığı tarih: 08.04.2019

[27] Tuğrul, T. (2012). Prostat Kanserlerinde 3 Boyutlu Konformal Radyoterapi, Yoğunluk Ayarlı Radyoterapi Ve Tomoterapi Tedavi Tekniklerinin Dozimetrik Olarak KarĢılaĢtırılması (Yüksek Lisans Tezi). Adres: https://www.ege.edu.tr. Alındığı tarih: 09.09.2019

68

[28] Bozkaya, K. (2006). A Study On The Reliability Analysis During Preliminary Design – A Rocket Motor Example. (Yüksek Lisans Tezi). Adres: https://www.metu.edu.tr/. Alındığı tarih: 10.06.2019

[29] Koç, ġ. (2018). Çok DeğiĢkenli Varyans Analizinde Kullanılan Test Ġstatistiklerinin Monte-Carlo Simülasyonu Ġle KarĢılaĢtırılması. (Doktora Tezi). Adres: https://www.ksu.edu.tr/. Alındığı tarih: 08.07.2019

[30] Yücel, D. (2019). Mikro Yapraklı Kolimatör Sistemlerinin DüzleĢtirici Filtreli Ve Filtresiz 10 MV Foton Demetleri Ġçin Monte Carlo Metoduyla Ġncelenmesi. (Doktora Tezi). Adres: https://www.istanbul.edu.tr/tr/_. Alındığı tarih: 03.04.2020

[31] Yalçın, A. (2020). Dijital Radyografide Sistem Performansının Monte Carlo Ve Deneysel Teknikler Kullanılarak Saptanması. (Doktora Tezi). Adres: https://www.ankara.edu.tr/. Alındığı tarih: 03.04.2020

[32] Long, M.W., Narciso, J.D., (1999). Probabilistic Design Methodology For Composite Aircraft Structures, Northrop Grumman Commercial Aircraft Division, DOT/FAA/AR-99/2, (Sf. 22.)

[33] Onizuka, R., Araki, F., Ohno, T., (2018). Monte Carlo dose verification of VMAT treatment plans using Elekta Agility 160-leaf MLC, Physica Medica, 51, 22-31.

[34] Global Siemens Healthcare., (2009). 160 MLC Multileaf Collimator, Siemens AG.

[35] PTW Dosimetry Company., (2005). TBA Systems Katalogu, PTW- FREIBURG.

[36] Dönmez, N. (2009). Küçük Alanlı Elektron IĢın Demetlerinde Dozimetri Parametrelerinin AraĢtırılması (Yüksek Lisans Tezi). Adres: https://www.istanbul.edu.tr. Alındığı tarih: 07.01.2019

[37] PTW Dosimetry Company., (2019). Detectors, PTW-FREIBURG. [38] PTW Dosimetry Company., (2006). User Manual Semiflex Ionization

Chambers, PTW-FREIBURG.

[39] International Specialty Products., (2010). Gafchromic EBT2 Self-Developing Film For Radiotherapy Dosimetry.

69

[40] Walters, B., Kawrakow, I., Rogers, D.W.O., DOSXYZnrc users manual, NRCC Report PIRS-794, Ottawa, National Research Council of Canada, (2019).

[41] Rogers, D.W.O., Faddegon, B.A., Ding, G.X., Ma, C.M., We, J., Mackie, T.R., (1995). BEAM: A Monte Carlo code to simulate radiotherapy treatment units, Med Phys, 22, 503-524.

[42] Kawrakow, I., Rogers, D.W.O., The EGSnrc code system: Monte Carlo simulations of electron and photon transport, NRCC Report PIRS- 701, Ottawa, National Research Council of Canada, (2000).

[43] PTW Dosimetry Company., (2004). User Manual MEPHYSTO Toolbox, PTW-FREIBURG.

[44] Tzedakis, A., Damilakis, J.E., Mazonakis, M., Stratakis, J., Varveris, H., Gourtsoyiannis, N., (2004). Influence of initial electron beam

parameters on Monte Carlo calculated absorbed dose distributions for radiotherapy photon beams, Med Phys, 31, 907-913.

[45] Vazquez-Quino, L.A., Massingill, B., Shi, C., Gutierrez, M., Esquivel, C., Eng, T., Papanikolaou, N., Stathakis, S., (2012). Monte Carlo modeling of a Novalis Tx Varian 6 MV with HD-120 multileaf collimator, J Appl Clin Med Phys, 13(5), 300-313.

[46] Almberg, S.S., Frengen, J., Kylling, A., Lindmo, T., (2012). Monte Carlo linear accelerator simulation of megavoltage photon beams:

independent determination of initial beam parameters, Med Phys, 39, 40-47.

[47] Pimpinella, M., Silvi, L., Pinto, M., (2019). Calculation of kQ factors for Farmer-type ionization chambers following the recent

recommendations on new key dosimetry data, Physica Medica, 57, 221-230.

[48] Sheikh-Bagheri , D., Rogers, D.W.O., (2002). Sensitivity of megavoltage photon beam Monte Carlo simulations to electron beam and other parameters, Med Phys, 29, 379-390.

70

[49] Jabbari, K., Anvar, H.S., Tavakoli, M.B., Amouheidari, A., (2013). Monte Carlo simulation of Siemens ONCOR linear accelerator with EGSnrc code, J Med Signals Sens, 3, 172-179.

[50] Chang, K.P., Wang, Z.W., Shiau, A.C., Lopez de Haro, M., (2014). Determining optimization of the initial parameters in Monte Carlo simulation for linear accelerator radiotherapy, Radiat Phys Chem, 95, 161-165.

[51] Bakkali, J.E., Bardouni, T.E., (2017). Validation of Monte Carlo Geant4 code for a 6 MV Varian Linac, Journal of King Saud University - Science, 29, 106-113. Url-1<https://www.ptwdosimetry.com/en/products/mp3-water-phantom-system/ >, alındığı tarih: 26.10.2019.

71

ÖZGEÇMĠġ

Ad-Soyad : Taylan TUĞRUL

Uyruğu : T.C.

Doğum Tarihi ve Yeri : 09.09.1987/Van

E-posta : taylantugrul@gmail.com

ÖĞRENĠM DURUMU:

Lisans : 2009, Gazi Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü

Yüksek Lisans : 2012, Ege Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Tıp Fakültesi, Radyasyon Onkolojisi Anabilim Dalı, Tıbbi

Radyofizik (Sağlık Fiziği)

MESLEKĠ DENEYĠM:

Yıl Görev Yeri Görevi 2011-2012 : Kanuni Eğitim ve AraĢtırma Hastanesi-Trabzon Medikal Fizikçi 2012-Devam: Van Y.Y.Ü-Radyasyon Onkolojisi Medikal Fizikçi (Öğr. Gör.)

72 TEZDEN TÜRETĠLEN YAYINLAR VE SUNUMLAR:

Tuğrul, T., Eroğul, O., 2019. Determination of initial electron parameters by means of Monte Carlo simulations for the Siemens Artiste Linac 6 MV photon beam, Reports of Practical Oncology and Radiotherapy, 24, 331-337.

Tuğrul, T., Eroğul, O., 2020. Analysis of water-equivalent materials used during irradiation in the clinic with XCOM and BEAMnrc, Journal of Radiation Research and Applied Sciences, 12, 455-459.

Tuğrul, T., Eroğul, O., 2019. Determination of initial electron parameters by means of Monte Carlo simulations for the Siemens Artiste Linac 6 MV photon beam, Seventh International Conference On Radiation In Various Fields Of Research (RAD 2019), June 10-14, Herceg Novi, Montenegro.

DĠĞER YAYINLAR VE SUNUMLAR:

Tuğrul, T., 2018. Absorption ratio of treatment couch and effect on surface and build-up region doses, Reports of Practical Oncology and Radiotherapy, 23, 1-5.

Çakır, T., Yılmazer, G., Tuğrul., T., 2019. Dosimetric comparison of 3D-conformal and IMRT radiotherapy techniques in gastric cancer, Eastern Journal Of Medicine, 24, 299-302.

Tuğrul, T., Olacak, N., Köylü, M., 2019. Comparison of conformal radiotherapy, intensity-modulated radiotherapy and tomotherapy irradiation techniques in prostate cancers, Journal of Radiotherapy in Practice, 18, 276-279.

73

Yılmaz, O., Tuğrul, T., 2019. Van kedilerinde total beyin hacminin bilgisayarlı tomografi görüntüleri kullanılarak hesaplanması, Eurasian Journal of Biological and Chemical Sciences, 2, 42-46.

Tuğrul, T., 2019. Absorption ratio of treatment couch and effect on surface and build-up region doses, Seventh International Conference On Radiation In Various Fields Of Research (RAD 2019), June 10-14, Herceg Novi, Montenegro.

Yılmaz, O., Çetin, S., Yüksek, V., Dede, S., Tuğrul. T., 2019. Ġyonize radyasyon uygulanan NRK-52E hücre hattında vitamin c‟nin apoptotik yolağa etkisi, 2nd International Eurasian Conference on Biological and Chemical Sciences, June 28-29, Ankara, Turkey.