Jinekolojik kanserler için hastaya özgü dozimetrik kalite kontrol yapabilen brakiterapi aplikatörü
Brachytherapy apparatus that can do patient-specific dosimetry quality control for gynecological cancers
Yazar: YUSUF ZİYA HAZERAL
Danışman: PROF. DR. ZEYNEP ÖZSARAN
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı / Tıbbi Radyofizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Radyasyon Onkolojisi = Radiation Oncology
Dizin: Brakiterapi = Brachytherapy ; Doz-cevap ilişkisi-radyasyon = Dose-response relationship-radiation ; Genital neoplazmlar = Genital neoplasms ; Genital neoplazmlar-kadın = Genital neoplasms-female ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Radyasyon onkolojisi = Radiation oncology ; Radyometri = Radiometry ; Termolüminesans = Thermoluminescence

Özet:
Amaç: Jinekolojik kanserlerin tedavisinde kullanılan çok kanallı silindirik aplikatör ile hastaya özgü kalite kontrol yapabilmektir.
Yöntem: Rutin hasta tedavilerinde kalite kontrol yapabilmek için öncelikle elimizdeki dozimetrik araçlar göz önüne alınarak aplikatör tasarımı ve üretimi için literatür araştırmaları yanı sıra tekrarlanabilir sterilizasyon, sağlamlık ve su eşdeğerliğine yakınlık bakımından uygun materyal araştırması da yapılmıştır. Araştırma sonucunda tasarlanan ve üretilen aplikatörün Hounsfield Unit (HU) açısından su eşdeğerliği durumu, homojen yapıda olması, 192Ir için suya göre doz geçirgenliği gibi testler yapılmıştır. Lineer hızlandırıcıda bir takım ölçüm ve değerlendirmeler ardından TLD'ler lineer hızlandırıcıda kalibre edilmiş ve ECC ve RCF tanımlamaları yapılmıştır. Son olarak tasarlanan aplikatör üzerinde Oncentra planlama sistemi ile plan yapılarak TLD ile doz verifikasyonu yapılmıştır. Böylelikle sistemin çalışır ve hastaya uygulanabilir olup olmadığı test edilmiştir.
Bulgular: Yapılan araştırmalar sonucunda aplikatör üretimi için polietereterketon (PEEK) materyali seçilmiştir. Tasarlanan ve üretilen aplikatörün HU incelemesi sonucunda, homojen bir yapıda ve Nucletron aplikatöre göre su eşdeğerliği bakımından daha iyi sonuç verdiği görülmüştür. 192Ir ile yapılan suya göre yüzde geçirgenlik ölçümleri tasarlanan aplikatör için %96,7, Nucletron aplikatör için %96,1 olarak bulunmuştur. Özel olarak tasarlanan aplikatör üzerinde elde edilen doz karşılaştırmalarında her üç ölçüm de dikkate alındığında maksimum +%5,87 ile -4,16 arasında bir doz değişimi elde edilmiştir. Yetmiş iki nokta için doz doğrulamasında 64 tanesi ±%5 sınırları içerisinde kalırken 8 tanesi aykırı olarak +%5 sınırı dışında kalmıştır. Ortalama doz değeri incelendiği zaman TLD ile ölçülen doz, planlama sisteminin hesapladığı dozdan birinci ölçümde +%0,51, ikinci ölçümde +%2,00, üçüncü ölçümde +%1,19 daha fazla çıkmıştır. Her üç ölçümün ortalama değerleri planlama ile karşılaştırıldığı zaman 24 nokta doz doğrulamasının tamamının ±%5sınırları içerisinde kaldığı görülmüştür. Bunlardan 7 tanesi +%3 sınırı üzerinde 2 tanesi de +%4 sınır üzerindedir.
Sonuç: Yapılan ölçümler sonucunda tasarlanan aplikatörün hasta tedavileri yanı sıra rutin olarak hastaya verilen dozun doğrulanması işlemelerinde de kullanılabileceği görülmüştür. Tasarlanan aplikatör ile doz doğrulaması, hem hasta tedavisi sırasında (invivo) hem de tedavi öncesinde (hastaya özgü kalite kontrol) yapılabilme imkânı sağlayabilmektedir. Çalışmada kullanılan TLD'lerin doz sonuçları ile literatür sonuçlarının uyumlu çıkmasına rağmen TLD'lerin doz sonuçlarının, TLD'lerin yüksek doz okuma hassasiyetleri katkısı ile birlikte yaklaşık olarak ±%5'lik bir dalgalanmaya sahip olduğu görülmüştür. Her ne kadar ortalama TLD doz sonuçları tedavi planlama sistemi (TPS) ile oldukça uyumlu olsa da TLD'lerin bireysel olarak sergilemiş olduğu bu dalgalanma daha hassas ölçüm yapabilen mikro düzeydeki elektronik sistemlerin gerekliliğini ortaya koymaktadır.

Abstract:
Objective: The aim of this study is to perform patient-specific quality control with the multi-channel cylindrical applicator used in the treatment of gynecological cancers.
Method: In order to perform quality control in routine patient treatments, first of all, considering the dosimetric tools at our disposal, literature research was performed for applicator design and production. Additionally, material research was also carried out that reproducible sterilization, durability, and proximity to water equivalence are appropriate. As a result of the research, the designed and produced applicator was tested in terms of the HU for water equivalence status and homogeneous status and tests such as dose permeability with respect to water were also carried out for 192Ir. After some measurements and evaluations in the linear accelerator, TLDs were calibrated in the linear accelerator and ECC and RCF definitions were made. Finally, was created a plan with the Oncentra planning system for the designed applicator, and dose verification was made with TLD. It has been tested to be applicable to the patient and whether the system is working or not.
Results: As a result of the research, "PEEK" material was chosen for applicator production. As a result of the HU examination of the designed and manufactured applicator, it was seen that it had a homogeneous structure and gave better results in terms of water equivalence than the Nucletron applicator. Percentage permeability measurements with respect to water made with 192Ir were found to be 96.7% for the designed applicator and 96.1% for the Nucletron applicator. In dose comparisons obtained on the specially designed applicator, considering all three measurements, a maximum dose change between +5.87% and -4.16% was obtained. From dose verification at seventy two points, while 64 of them remained within the limits of ±5%, as an outlier 8 of them were out of the +5% limit. When the mean dose value was examined, the dose measured by TLD was +0.51% in the first measurement, +2.00% in the second measurement, and +1.19% in the third measurement more than the dose calculated by the planning system. When the mean values of all three measurements were compared with planning, it was observed that all 24-point dose verification remained within ±5%. 7 of them are above the +3% limit and 2 of them are above the 4% limit.
Conclusion: As a result of the measurements made it has been seen that the designed applicator routinely can be used in patient treatments as well as in confirming the dose given to the patient. With the designed applicator, dose verification can be performed both during patient treatment (in vivo) and before treatment (patient-specific quality control). Although the dose results of TLDs used in the study were compatible with the literature results, it was observed that the dose results of TLDs had a fluctuation of approximately ±5%, with the contribution of TLDs to high dose reading sensitivities. Although the average TLD dose results are quite compatible with TPS, this fluctuation exhibited by individual TLDs reveals the necessity of micro-level electronic systems that can make more precise measurements.