Baş ve boyun kanseri için karbon radyoterapisi: Foton planlarına göre dozimetrik avantajlar
Carbon radiotheraphy for head and neck cancer: Dosimetric comparison with photon plans
Yazar: DENİZ ERKAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SİNAN KUDAY
İstanbul Aydın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Sağlık Fiziği Ana Bilim Dalı / Sağlık Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Halk Sağlığı = Public Health ; Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine ; Sağlık Eğitimi = Health Education
Dizin: Kafa ve boyun neoplazmları = Head and neck neoplasms ; Monte Carlo benzetimi = Monte Carlo simulation ; Nazofarenks = Nasopharynx ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Radyometri = Radiometry ; Radyoterapi = Radiotherapy

Özet:
Radyasyon tedavisi tümörler için en yaygın olarak kullanılan tedavi yöntemlerinden biridir. Karbon iyonlarının terapötik olarak kullanımı, foton bazlı radyoterapiye göre fiziksel özellikleri ve radyobiyolojik etkilerinden dolayı daha avantajlı olup bu nedenle daha çok ilgi görmüştür. Bunun en önemli nedenlerinden biri karbon iyon ışınlarının foton ışınlarına göre, hedef çevresinde bulunan normal dokularda dozu en aza indirirken, tümörlerde yeterli seviyede doz konsantrasyonuna yol açan gelişmiş bir doz dağılımı sunmaktadır. Ayrıca karbon ışını derinlikle artan, menzilinin sonunda maksimuma ulaşır ve bu özelliğinden dolayı daha yüksek bir biyolojik etkinlik sağlamaktadır. Karbon iyonlarının çeşitli kanser türlerine karşı etkinliğini doğrulamak ve tümöre etkili seviyede doz verebilmek için dünyada klinik çalışmalar yapılmaktadır. Bu klinik çalışmalar sayesinde umut verici güvenlik ve etkinlik verileri yayınlanmakta, neredeyse tüm kanser türlerinde genel tedavi sürecinde kabul edilebilir toksisitelerle önemli bir azalma görülmektedir. Radyoterapi çalışmalarında doz dağılımlarını belirlemek ve ışınların doğru özelliklerini elde etmek için Monte Carlo (MC) simülasyonu yaygın alarak kullanılmaktadır. MC simülasyonu ile enerji depolamalarının uzaysal modelinin yanında bağıl biyolojik etkinliği anlamakta da yardımcı olmaktadır. Bu çalışmada, MC simülasyon aracı GATE (vGATE 9.0) ile bir su fantomu içerisinde bazı organların (kafatası, beyin, nazofarenks ve tiroid) bulunduğu bir geometri modellenmiştir. Bu deneyde tümöre farklı karbon demet enerjileri ve foton ışınları ile ışınlanmıştır. Birincil amaç ise hedef bölgede ve çevresinde bulunan organlarda ki enerji birikimlerini MC yöntemi ile hesaplamak ve bunun sonucunda karbon radyoterapinin foton radyoterapiye göre dozimetrik avantajlarını göstermektir.
Anahtar Kelimeler: GATE, DoseActor, Monte Carlo, Nazofarenks, Kanser, Karbon Radyoterapi, Baş ve Boyun Kanseri

Abstract:
Radiation therapy is one of the most widely used treatment methods for tumors. The therapeutic use of carbon ions is more advantageous than other radiotherapy techniquies especially photon-based irradiation due to its physical properties and radiobiological effects, and therefore it has received more attention. One of the most important reasons for that carbon ion beams are more effective than photon beams while minimizing the dose in the normal tissues around the target, it offers an improved dose distribution that leads to sufficient dose concentration in tumors. In addition, the carbon beam reaches its maximum at the end of its range, which increases with depth, and due to this feature, it provides a higher biological efficiency. In radiotherapy studies, Monte Carlo simulation is widely used to determine the dose distributions and to obtain the correct properties of the beams. With MC simulation, it helps to understand the relative biological efficiency as well as the spatial model of energy storages. In this study, a geometry with critical organs (skull, brain, nasopharynx and thyroid) based on a MIRD  phantom was modeled with the Monte Carlo simulation tool GATE (vGATE 9.0). In this experiment, the tumor was irradiated with different carbon beam energies and photon beams. The aim is to calculate the energy accumulations in the region and surrounding organs with the MC method, and as a result, to show t
Keywords: GATE, DoseActor, Monte Carlo, Nasopharynx, Cancer, Carbon Radiotherapy, Head and Neck Cancer