Mamografi sistemlerinde farklı tipte meme fantomları kullanılarak ortalama glandüler dozun lüminesans dozimetrelerle belirlenmesi ve okuma parametrelerinin belirlenmesi
Evaluation of mean glandular dose by luminescence dosimeters using different types of breast phantoms in mammography systems and determination of reading parameters
Yazar: AKAY ABACIGİL
Danışman: DOÇ. DR. EREN ŞAHİNER
Ankara Üniversitesi / Nükleer Bilimler Enstitüsü / Medikal Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Fantomlar-görüntüleme = Phantoms-imaging ; Mamografi = Mammography ; Meme = Breast ; Meme hastalıkları = Breast diseases ; Radyasyon dozajı = Radiation dosage ; Radyasyon etkileri = Radiation effects ; Termoluminesan dozimetri = Thermoluminescent dosimetry

Özet:
Mamografi tekniği, kanserin erken aşamada tespit edilmesi amacıyla, düşük enerjili x-ışınları kullanılarak meme görüntüsünün elde edilmesini sağlar. Meme dokusu temelde, yağ doku ve glandüler doku olmak üzere iki farklı dokudan oluşur. Glandüler doku memenin radyasyona karşı en hassas dokusudur. Görüntüleme işlemleri sırasında memenin aldığı dozun takibi için ortalama glandüler doz (MGD) kullanılır ve bu doz radyasyon sebebiyle ortaya çıkan kanser riskiyle ilişkilendirilir. MGD, doğrudan ölçülememekte ancak meme üzerinde yüzey giriş hava kerma (ESAK) değeri ve Monte Carlo simülasyonlarından elde edilen dönüşüm faktörleri aracılığıyla hesaplanabilmektedir. Termolüminesans (TL) dozimetreler yüksek lüminesans verimleri, küçük boyutları ve herhangi bir kabloya gereksinim duyulmadan hasta üzerine yerleştirilebilmeleri gibi özellikleri ile mamografide giriş yüzey dozları ve derin dozların belirlenmesinde sıklıkla kullanılmaktadır. 
Bu tez kapsamında TLD-100 (LiF:Mg, Ti) ve TLD-100H (LiF:Mg, Cu, P) termolüminesans dozimetrelerinin, 137Cs gama kaynağı ve mamografi sistemi kullanılarak kalibrasyon işlemleri yapılmıştır. Element calibration factor (ECC), reader calibration factor (RCF) ve region of interest (ROI) kullanımının doz değerlendirmesindeki önemi araştırılmıştır. TLD-100 için ROI kullanımının 0.04-32 mGy doz aralığında RCF değerinde %95'e ve bu RCF değeri kullanılarak hesaplanan doz değerinde %50'ye kadar sapmalara neden olabileceği gözlenmiştir. Bu anlamda dozimetrelerle çalışırken ilgilenilen doz alanı ile kalibrasyon yapılan doz değerinin birbirine mümkün olduğunca yakın seçilmesi önerilmektedir. Belirlenen en uygun RCF değerleri ve ROI kullanılarak TLD-100 dozimetreler ile PMMA, TLD-100H dozimetreler ile PMMA, BR-12 ve ACR fantomları için farklı kalınlıklarda MGD değerleri hesaplanmış ayrıca enstitü bünyesinde bulunan Theldo Model 2110 cihazında bulunan 90Sr/90Y beta kaynağı, 137Cs gama kaynağı referans alınarak kalibre edilmiştir. Ayrıca TL dozimetrelerin, ölçüme hazırlanmasında tuzaklanmış yüklerin sıfırlanması işlemi için uygulanan göreli olarak uzun fırınlama protokolleri gerektirebilen tavlama işlemini kullanmadan da dozimetrelerin kullanılabilirliği için yaklaşımlar geliştirilmiştir. Tavlama verileri, PMMA fantomu üzerinde MGD hesaplamalarında karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak TLD-100 dozimetrelerin %2, TLD-100H dozimetrelerin %7 sapmalarla tavlama yapılmadan da doz hesaplarında kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca, mamografi sistemlerinde kullanılan sıkıştırma pedalı konumunun MGD değerini 2, 4, 5, 6 cm kalınlıklarda fantomlar için sırasıyla %9, %5, %6, %5 arttırdığı belirlenmiştir. Bu tez kapsamında yapılan çalışmalar sonucunda ilgili laboratuvarlarda direkt olarak uygulanabilecek protokol veya prosedürler geliştirilmiştir.

Abstract:
The mammography technique allows for obtaining an image of the breast by using low-energy x-rays to detect cancer at an early stage. Breast tissue consists of two different tissues that are fat tissue and glandular tissue. The glandular tissue is the most sensitive tissue of the breast to radiation. The mean glandular dose (MGD) is used to monitor the dose received by the breast during imaging procedures, and this dose is associated with the cancer risk caused by radiation. MGD cannot be measured directly but can be calculated by entrance surface air kerma (ESAK) value on the breast and transformation factors obtained from Monte Carlo simulations. Thermoluminescence (TL) dosimeters are frequently used in determining the entrance surface doses and deep doses in mammography due to their high luminescence efficiency, small dimensions, and the ability to be placed on the patient without any cables.
Within the scope of this thesis, the calibration of TLD-100 (LiF: Mg, Ti) and TLD-100H (LiF: Mg, Cu, P) thermoluminescence dosimeters were performed using 137Cs gamma source and a mammography system. The importance of using element correction coefficient (ECC), reader calibration factor (RCF) and region of interest (ROI) in dose assessment was investigated. It was observed that the use of ROI for TLD-100 may cause deviations of up to 95% in the RCF value in the 0.04-32 mGy dose range and up to 50% in the dose value calculated using this RCF value. In this sense, when working with dosimeters, it is recommended to choose the dose area of interest and the dose value calibrated as close to each other as possible. By using the determined optimal RCF values and ROI, MGD values were calculated in different thicknesses for PMMA with TLD-100 dosimeters, for PMMA with TLD-100H dosimeters and for BR-12 and ACR phantoms; and the 90Sr / 90Y beta source of the Theldo Model 2110 device was calibrated by taking the 137Cs gamma source as a reference. In addition, approaches were developed for the usability of dosimeters without using the annealing process which may require relatively long firing protocols applied to reset the trapped loads in the preparation of TL dosimeters for measurement. The annealing data were evaluated comparatively in MGD calculations on the PMMA phantom. As a result, it was concluded that TLD-100 dosimeters can be used in dose calculations with a deviation of 2% and TLD-100H dosimeters with a deviation of 7% without annealing. In addition, it was determined that the position of the clamping pedal used in mammography systems increased the MGD value by 9%, 5%, 6%, and 5% for phantoms at 2, 4, 5, 6 cm thickness, respectively. As a result of the studies conducted within the scope of this thesis, protocols or procedures that can be applied directly in relevant laboratories were developed.