Brakiterapi amaçlı üretilen 142PR beta kaynağı kullanılarak prostat grubu fantomda komşu yapıların (rektum+mesane) alabileceği dozların plastik sintilatör dozimetri tekniği ile belirlenmesi
Determination of the doses received BY the close neighboring structures (bladder+rectum) in the prostate group phantom when used 142PR beta sources spesific to brachytherapy BY plastic scintillation dosimetry
Yazar: TUĞÇE KAVALCI
Danışman: PROF. DR. HALUK YÜCEL
Ankara Üniversitesi / Nükleer Bilimler Enstitüsü / Medikal Fizik Ana Bilim Dalı / Sağlık Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Brakiterapi = Brachytherapy ; Doz-cevap ilişkisi-radyasyon = Dose-response relationship-radiation ; Mesane = Urinary bladder ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Prostat neoplazmları = Prostatic neoplasms ; Radyometri = Radiometry ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Rektum = Rectum

Özet:
Brakiterapi tedavilerinde belirlenen hacmin aldığı doz kadar çevredeki riskli organların aldıkları dozların da belirlenmesi önemlidir. Özellikle klinik uygulamalarda yüksek doz hızlı (HDR) geçici brakiterapi veya doz artırımlı (boosted) tedavilerde, planlanan ve verilen dozlar arasındaki farklılıkların önlenmesi sağlıklı dokuların korunması açısından önemlidir.
Bu tez çalışmasında, brakiterapi amaçlı İTÜ Triga Mark II araştırma reaktöründe ilk defa 10-34 µm boyutlu praseodim cam mikro küreciklerden üretilen beta 142Pr kaynaklar, prostat bezi interstisyel prostat brakiterapisi fantom benzetimi esnasında, prostata yakın komşuluktaki organların (mesane+rektum) aldıkları gereksiz dozların belirlenmesi için ExradinW1 plastik sintilatör dozimetri tekniği uygulanmıştır. Bu amaçla, doku eşdeğerliği gösterilen PLA malzemeden üç boyutlu yazıcıdan üretilen pelvik (prostat+mesane+rektum) fantom grubunda, prostat bezinde hedefe 2,5 mm uzaklıkta ve etrafına 2 mm çapında açılan deliklere, 60º açılarda yerleştirilen 6 adet çizgisel 142Pr kaynakların, prostat hedef üretra'ya verdiği doz hızına göre, prostata yakın komşulukta bulunan organlardan mesane boyun bölgesi ve yüzeyi ile rektum yüzeyindeki doz hızları ölçülerek dağılımları belirlenmiştir.
Fantom grubunda, anatomik eksenler dikkate alınarak, mesane boynundaki doz hızının, hedefte (üretra) ölçülen doz hızına oranı en fazla %1 olarak ölçülmüştür. Prostat bezine bakan rektum yüzeyinde (M-L ekseni) ölçülen en yüksek doz hızı ise üretrada ölçülen doz hızının %30,5'i kadar olduğu belirlenmiştir.
Bu tez çalışmasında, bir nükleer araştırma reaktöründe üretilen 142Pr beta kaynakları yerleştirilerek yapılan prostat grubu fantom modelinin brakiterapi uygulamasında MPr kodlu çizgisel kaynakların oluşturduğu dozun prostat komşu organlara aktardığı gereksiz doz ilk defa "küçük alan dozimetrisi" olarak bilinen Exradin W1 plastik sintilatör dozimetri tekniği ile başarıyla ölçülmüştür. Klinik dışı bir prostat brakiterapisi model araştırmasında elde edilen deneysel doz bilgileri tezde detaylı tartışılmıştır.  
Bu tez çalışması, 118S616 numaralı ve "Brakiterapi Amaçlı Praseodim-142 Kaynağın Araştırma Reaktöründe Üretilmesi ve Yeni Geliştirilecek Göz ve Prostat Organ Spesifik Fantomlarda Verilen Doz Dağılımının Plastik Sintilatör ve Radyokromik Film Dozimetrik Tekniklerle İncelenmesi" başlıklı TÜBİTAK 1001 projesi kapsamında tam olarak desteklenmiştir.

Abstract:
In brachytherapy, particularly, in high-dose rate (HDR) temporary brachytherapy or boosted treatments, it is an important issue to estimate the surplus doses to surrounding healthy tissues as well as the dose to target in a given volume.  In view of protecting healthy tissues, these unwanted doses should be kept at minimum between planned and delivered doses.
In this thesis, line sources were prepared from 10-34µm praseodium glass microspheres and irradiated in a research reactor (ITÜ Triga Mark II).  Then, they were used to determine unwanted doses of organs close to the prostate (bladder+rectum) in a phantom model of prostate gland. A plastic scintillator dosimetry (PSD) with an Exradin W1 detector was applied to measure the dose rates in the pelvic (prostate + bladder + rectum) phantom group made of a tissue equivalent PLA using 3D printer. Six 142Pr line sources were placed at 60º angle intervals, in the holes drilled in the prostate gland at a distance of 2.5 mm and around it with a diameter of 2 mm. When the doses are given to the prostate target urethrae, the dose rates are also created inevitably on the bladder neck and surface, and also the rectum surface, because they are very close organs to the prostate. The dose distributions created in the bladder neck and its surface, and the rectum surface were measured by plastic scintillator dosimetry (PSD) technique. Considering the anatomical axes, the dose rate at the bladder neck is observed  maximum 1% of the dose rate measured at the target (urethra). On the other side, the highest dose rate measured on the rectum surface (M-L axis) facing towards the prostate gland was calculated as 30.5% of the dose rate measured in the target.
The dose rates of 142Pr beta sources delivered to the prostate and its neighbouring organs were measured for the first time by PSD technique, known as "small area dosimetry". This was achieved in a prostate brachytherapy phantom group model in which 142Pr line sources are callled as MPr codes. In the thesis, the measured dose information in this non-clinical prostate brachytherapy phantom model investigation is discussed in detail.
This thesis was fully supported by TÜBİTAK 1001 project with Nr. 118S616, entitled "Production of Praseodyium-142 source for brachytherapy in a research reactor and investigation of dose distributions in newly developed eye and prostate organ-specific phantoms by plastic scintillator and radiochromic film dosimetric techniques".