Yüksek enerjili medikal lineer hızlandırıcılarda nötron kontaminasyonu ölçümü
Measurement of neutron contamination in high-energy medical linear accelerators
Yazar: FATİH BİLTEKİN
Danışman: DOÇ. DR. GÖKHAN ÖZYİĞİT
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Dedektörler = Detectors ; Elektron demeti = Electron beam ; Foton = Photon ; Nötron aktivasyon analizi = Neutron activation analysis ; Radyasyon fiziği = Radiation physics ; Radyometri = Radiometry ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Radyoterapi-bilgisayar yardımlı = Radiotherapy-computer assisted

Özet:
Radyoterapide yüksek enerjili foton ve elektron demetlerinin kullanımı sırasında hızlandırıcı kafasında bulunan ağır metallerden kaynaklı nötron kontaminasyonu oluşmaktadır. Bu durum hedef hacimde ve çevresel organlarda nötron kontaminasyonundan kaynaklı doz belirsizliğine neden olmaktadır. Bu çalışmada ise bu belirsizlikleri ortadan kaldırmak amacıyla Philips SL25, Elekta Synergy Platform, Varian Clinac DHX High Performance lineer hızlandırıcılarda ve Cyberknife Robotik Radyocerrahi Ünitesinde ?Bubble Detector for Neutron Dosimetry? (BD-PND) marka bubble dedektörler kullanılarak ölçümler alındı. Ölçümler sonucunda bu değerler referans alınarak 18 MV foton enerjisi kullanılarak tedavi planlaması yapılmış standart bir prostat hastasında 3 boyutlu konformal radyoterapi (3B-KRT) ve yoğunluk ayarlı radyoterapi (YART) uygulamaları için nötron kontaminasyonundan kaynaklı organ eşdeğer dozları ve etkin doz değerleri hesaplandı. Hesaplanan etkin doz değerleri üzerinden ?The International Commission on Radiologicial Protection? (ICRP)'nin 103 no'lu raporunda belirtilen risk faktörü kullanılarak her iki uygulama için de ikincil kanser riski değerlendirildi. YART ve 3B-KRT uygulamaları için ikincil kanser riski Elekta Synergy Platform lineer hızlandırıcıda sırasıyla %1.15 ve %0.44, Varian Clinac DHX High Performance lineer hızlandırıcı için ise sırasıyla %2.38 ve %0.92 olarak bulundu. Özellikle YART uygulamalarında ışınlama süresinin artmasından dolayı 18 MV foton enerjisinin kullanılması durumunda nötron kontaminasyonundan kaynaklı etkin doz değerleri ve ikincil kanser riski ihmal edilemez düzeydedir. Bu nedenle YART uygulamalarında 18 MV foton enerjisinin kullanılması durumunda bu değerlerin göz önüne alınması gerekmektedir.

Abstract:
During radiotherapy with high energy photon and electron beams, undesirable neutrons are generated because of the heavy metals in the head of linear accelerator. This situation cause an unaccounted photoneutron dose in target volume and peripheral organs. In this study, to eliminate the uncertainities, several measurements were taken in Philips SL25, Elekta Synergy Platform, Varian Clinac DHX High Performance linear accelerators and Cyberknife Robotic Radiosurgery Unit by using ?Bubble Detector for Neutron Dosimetry? (BD-PND) bubble detector. By using these data we determined the neutron equivalent dose and effective dose for the standart prostate cancer patient treated with 3 dimensional conformal radiotherapy (3D-CRT) and intensity modulated radiotherapy (IMRT) with 18 MV photon energy. For both of these treatment techniques we estimated the risk of secondary malignancies due to the neutron contamination by using the risk factors published by the ? The International Commission on Radiologicial Protection? (ICRP). The secondary malignancy risk for the 3D-CRT and IMRT facilities was found to be %1.15 and %0.44 for Elekta Synergy Platform linear accelerator, %2.38 and %0.92 for the Varian Clinac DHX High Performance linear accelerator, respectively. The use of 18 MV photon energy in IMRT technique increase neutron contamination due to prolonged irradiation time. According to our measurement results, equivalent dose and effective dose because of the neutron contamination cannot be neglected in IMRT facilities. Therefore, one should take care of the secondary malignancy risk in case of using 18 MV in IMRT applications.