Kanserli dokulardaki bazı iz element derişimlerinin radyoterapide alınan doz üzerindeki etkisinin deneysel olarak ölçülmesi ve gate/GEANT4 programı ile modellenerek incelenmesi
Experimental measurement of the effect on the radiation dose in radiotherapy of some trace element concentrations in cancerous tissues and modelling using gate/GEANT4 simulation code
Yazar: TURAN ŞAHMARAN
Danışman: PROF. DR. AYŞE KAŞKAŞ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, sağlıklı ve kanserli dokunun su eşdeğeri bir ortamda iz element derişimlerinin radyoterapi tedavisindeki doz dağılımlarına olan etkisi araştırılmıştır. İz elementler vücutta oldukça düşük oranda bulunmasına rağmen, vücut fonksiyonlarının düzgün çalışması ve biyolojik, kimyasal ve moleküler seviyelerde hücre fonksiyonlarının yerine getirilebilmesi için hayati öneme sahiptirler. Çalışmada iz elementlerin suda tamamen çözünebilen bileşikleri kullanılmış ve literatürlerde mevcut olan sağlıklı ve kanserli prostat dokularına ait derişim miktarları saf su ile homojen olarak karıştırılmıştır. Yüzde derin doz değerleri Elekta Synergy Platform lineer hızlandırıcı cihazı kullanılarak 6/18MV foton enerjileri için 5x5 cm2, 10x10 cm2, 15x15 cm2, 20x20cm2 ve 30x30 cm2 alan boyutlarında cilt kaynak uzaklığı 100 cm olacak şekilde 1 cm'den 20 cm derinliğe kadar birer santimetre aralıklarla ölçülmüştür. Deneysel ölçümler GEANT4 tabanlı GATE programının v8.1 sürümü kullanılarak simüle edilmiştir. 6/18 MV foton enerjilerinde deneysel ölçüm ve simülasyon sonucunda elde edilen TPR20/10 değerleri arasındaki fark sırasıyla, %1,74 ve %1,43 olarak bulunmuştur. Yapılan deneysel ölçüm ve simülasyon sonuçları arasındaki ortalama doz farkı %2'nin altında bulunmuştur. Seçilen derinliklerde deneysel ölçüm ve simülasyon sonucunda elde edilen veriler arasındaki yüzde fark değerlerinin %4'ü geçmediği görülmüştür. Sağlıklı ve kanserli dokuların iz element derişimlerinin yüksek enerjili fotonlarda doz dağılımını etkilemediği görülmüştür.

Abstract:
In the present dissertation study, the impact of trace-element concentrations in both healthy and cancerous tissues equivalent to water on dose distributions in radiotherapy treatment was investigated. Although trace-elements exist in the body at a rather low rate, they are of very vital importance for the proper functioning of body functions and for cell functions at the biological, chemical and molecular levels. Fully water-soluble compounds of trace-elements have been used in the study and concentrations of healthy and cancerous prostate tissues available in literature were mixed homogeneously with pure water. Percent depth dose values were measured at 1-centimeter intervals from 1 cm to 20 cm depth with the skin source distance being 100 cm, in 5x5 cm2, 10x10 cm2, 15x15 cm2, 20x20cm2 and 30x30 cm2 area dimensions for 6/18MV photon energies by using the Elekta Synergy Platform linear accelerator device. Experimental measurements have been simulated by using the v8.1 release of the GEANT4-based GATE program. The difference between TPR20/10 values acquired as a result of experimental measurements and the simulation with 6/18 MV photon energies was 1.74% and 1.43%, respectively. The mean dose difference between the experimental measurement and the simulation results were found to be less than 2%. It's seen that the percentage difference values between the data acquired as a result of experimental measurements and the simulation at chosen depths had not exceeded 4%. It has been found that the trace-element concentrations of both healthy and cancerous tissues do not affect the dose distribution in high-energy photons.