Küçük alanlarda farklı foton enerjilerine ait output faktörlerinin çeşitli dedektörler kullanılarak karşılaştırılması
Comparison of output factors of different photon energy which using various detectors in small fields
Yazar: SERDİNÇ AYAN
Danışman: PROF. DR. DENİZ YALMAN
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı / Sağlık Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Dedektörler = Detectors ; Foton = Photon ; Radyasyon = Radiation ; Radyasyon dozajı = Radiation dosage ; Radyasyon etkileri = Radiation effects ; Radyometri = Radiometry ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Çıkış sinyali = Output signal

Özet:
Yoğunluk ayarlı radyoterapi ve stereotaktik tedavi teknikleri gibi gelişmiş radyoterapi uygulamalarında sıklıkla kullanılan küçük radyasyon alanları, genel olarak 4 cm × 4 cm'den küçük boyutlu alanlar olarak kabul edilir. Küçük alanların dozimetrisi; lateral elektronik denge kaybı, dik doz değişimleri ve hacim ortalama etkisi gibi nedenlerden dolayı büyük alanlarınkine göre daha hassas ve karmaşıktır. Bunlardan lateral elektronik denge kaybı ve dik doz değişimleri ışınla ilgili problemlerdir; hacim ortalama etkisi ise dedektörle ilgilidir. 
Bu çalışmanın amacı, klinikte mevcut bazı dedektörler kullanılarak küçük alanlarda output ölçümleri için bu dedektörlerden hangilerinin daha uygun olduğunu belirlemektir. Çalışmada TLD ve farklı hacimlerde beş adet iyon odası kullanılmış olup, referans derinlikte (d=10 cm) ve farklı alan boyutları için 6 MV ve 18 MV foton enerjilerinde output ölçümleri alınmıştır. Bu ölçümlerden elde edilen veriler 10 cm × 10 cm referans alan boyutunun output değerine normalize edilerek output faktörü (OF) değerleri bulunmuştur.
Output faktörlerinin istatistiksel analizi SPSS programında, Friedman testi uygulanarak yapılmıştır. Her iki enerji için dedektörleri 6'lı ve 4'lü gruplar halinde karşılaştırdığımızda çok küçük ve konvansiyonel küçük alanların OF değerleri arasında anlamlı farkın olduğu saptanmıştır. 
Büyük alanlarda (≥4×4 cm2) dedektörlere ait OF değerlerinin standart sapması 6 MV için %3'ten küçük, 18 MV için de %2'den küçüktür. Alan boyutu küçüldükçe (<4×4 cm2) dedektörlerin OF değerleri arasındaki fark giderek artmaktadır. Özellikle çok küçük alanlarda (≤1,5×1,5 cm2) standart sapmalar 6 MV için %10'a, 18 MV için %9'a kadar artmıştır. Mini dedektörler (CC01 ve CC04) mikro dedektörlere (TLD) göre daha büyük hacimli olmasına rağmen hava eşdeğeri yoğunlukta duvar materyaline sahip oldukları için çok küçük alanlardaki OF değerleri her iki enerjide de daha büyüktür. Böylece küçük alan OF ölçümleri için kullanılacak en ideal dedektörün "en küçük hacimli" dedektör olduğunun söylenemeyeceği ve dedektör seçiminde dedektörlerin etkin ölçüm hacminin yanı sıra yapı materyalinin özelliklerinin de göz önünde bulundurulmasının gerekli olduğu belirlenmiştir.


Anahtar kelimeler: Radyasyon Dedektörleri; Küçük Alan Dozimetrisi;
Output Faktörü

Abstract:
Small radiation fields which commonly used in advanced radiotherapy applications, such as intensity modulated radiotherapy and stereotactic treatment techniques, are generally considered to be fields smaller than 4 cm × 4 cm. Small field dosimetry is more sensitive and complex than large fields due to lack of lateral electronic equilibrium, steep dose gradients and volume averaging effect. Lack of lateral electronic equilibrium and steep dose gradients are radiation related problems; the volume averaging effect is related to the detector.
The aim of this study is to determine which of these detectors are more suitable for output measurements in small fields using some clinically available detectors. In the study TLD and five ionization chambers in different volumes were used and output measurements were taken at reference depth (d = 10 cm) and 6 MV and 18 MV photon energies for different field sizes. The data obtained from these measurements were normalized to the output value of the 10 cm × 10 cm reference field size and the output factors (OF) were found.
Statistical analysis of the output factors was performed by using the Friedman test in the SPSS program. When we compare detectors in groups of 6 and 4 for both energies, it was determined that there is a significant difference between OF of very small and conventional small fields.
Standard deviations of OF for detectors in large fields (≥4 × 4 cm2) are smaller than 3% for 6 MV and less than 2% for 18 MV. As the field size decreases (<4 × 4 cm2), the difference between the OF of detectors is increasing. Especially in very small fields (≤1,5 × 1,5 cm2) standard deviations increased to 10% for 6 MV and to 9% for 18 MV. Although the mini detectors (CC01 and CC04) have a larger volume than the microdetectors (TLD), the OF in very small fields are larger on both energies since they have wall material with air equivalent density. Thus, it is determined that the ideal detector to be used for small fields OF measurements can not be said to be the "smallest volume" detector, and that it is necessary to consider the properties of the building material as well as to the effective measurement volume of the detectors in the detector selection.

Keywords: Radiation Detectors; Small Field Dosimetry; Output Factor