Radyoterapide kullanılan lineer hızlandırıcıların bilgisayarda modellenerek çıkış spektrumlarının incelenmesi
Investigation of output spectrums by computer modeling of linear accelerators used in radiotherapy
Yazar: GÖRKEM AYDOĞDU
Danışman: DOÇ. DR. GÜLTEKİN YEĞİN
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Bölümü / Fizik Ana Bilim Dalı / Nükleer Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Monte Carlo Yöntemi = Monte Carlo Method ; Radyoterapi = Radiotherapy

Özet:
Kanser tedavisinde kullanılan, radyoterapi olarak da adlandırılan radyasyon tedavisi genelde kanserli dokunun, yüksek enerjili gama ışınları, X ışınları ve elektron demetlerine maruz bırakılması ile uygulanmaktadır. Kanserli dokuyu çevreleyen sağlıklı hücrelerin radyasyonun öldürücü etkilerinden en az düzeyde etkilenmesi için optimum doz koşullarının belirlenmesi önemlidir. Konu insan hayatı olduğunda simülasyon yöntemleri gerek klinik uygulamalarda gerekse bilimsel araştırmalarda en çok başvurulan hesaplama ve planlama metotlarındandır. Radyasyon terapisinde parçacık ve foton demetlerini elde etmek için lineer hızlandırıcılar kullanılmaktadır. Doku ve eşdeğeri materyaller içindeki doz dağılımlarının ve çıkış spektrumlarının daha hassas olarak ortaya konmasına yönelik olarak bu çalışmada Monte Carlo yöntemini kullanarak hesaplamalar yapılmıştır. Çalışmada BEAM programı kullanılarak radyoterapide kullanılan üç farklı lineer hızlandırıcının başlıkları modellenmiştir. Farklı tip ve modellerde üretilmiş lineer hızlandırıcıların 3 boyutlu modelleri ve bu modellerde kullanılabilecek bileşenlere ait geometrik dizayn veri tabanı oluşturuldu. Bir hızlandırıcı başlığını meydana getiren temel bileşenler (örneğin filtreler, hedef, ayna kolimatörler ve çoklu yaprak kolimatörleri vs.) çoklu geometri tekniği kullanılarak da modellendi. Hesaplamalarda BEAM örnek programlarından EX16MVp ve NRC10MV lineer hızlandırıcı başlığı için su ortamında doz dağılımı ve çıkış spektrumu elde edilmiştir. Çalışmada çoklu geometri tekniği ile EX16MVp ve NRC10MV lineer hızlandırıcı başlıkları modellenmiş ve EGS-mg çoklu-geometri veritabanına eklenilerek kullanıma hazır hale getirilmiştir.

Abstract:
The treatment that is named radiotherapy in cancer treatment is performed using by gamma rays, x rays and electron beams, which directly irradiate the tumor. It is momentous that healthy cells, which surrounds tumor, must be prevented againest fatal dose of radiation. For this reason, determination of optimum conditions is important. In vitality of human life, simulation techniques are being used frequently in clinical applications and scientific researches. Linear accelerators are currently used as the source of particle and photon beams. In this study, by using Monte Carlo techniques, we performed various calculations to obtain more accurate data of dose distribution in tissue. Also we calculated linear accelerator output spectrums. For this purpose, heads of three different LINACs have been modeled in BEAM Monte Carlo code. In addition to this, we prepared 3D models of different LINACs and designs of their components. Basic components of a head of LINAC (filters, target, mirror, collimator, multi leaf collimators, etc.) were modeled using Yegin?s Multi-Geometry (MG) technique. In calculations for heads of EX16MVp and NRC10MV LINACs dose distributions in water medium and output spectrum were obtained. 3D models of linear accelerators (e.g. EX16MVp and NRC10MV ) added EGS-mg Multi-Geometry database.