Cyberknife ile stereotaktik vertebra radyoterapisinde ray-trace ve monte carlo hesaplama algoritmalarının dozimetrik karşılaştırılması
Dosimetric comparison of ray-trace and monte carlo calculation algorithms at stereotactic spine radiotherapy with cyberknife
Yazar: ALİ EFETÜRK
Danışman: YRD. DOÇ. MURAT OKUTAN
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Temel Onkoloji Ana Bilim Dalı / Sağlık Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Onkoloji = Oncology
Dizin: Algoritmalar = Algorithms ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Radyasyon dozajı = Radiation dosage ; Radyocerrahi = Radiosurgery ; Radyocerrahi = Radiosurgery ; Radyometri = Radiometry ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Radyoterapi-bilgisayar yardımlı = Radiotherapy-computer assisted ; Stereotaksik teknikler = Stereotaxic techniques ; Tedavi = Treatment

Özet:
Stereotaktik vertebra radyoterapisinde CyberKnife cihazı ile ray-trace ve monte carlo hesaplama algoritmaları kullanılarak fantom üzerinde çizilen, kritik organ dozlarının TPS verileri ve gerçekte ölçülen dozlarını karşılaştırarak algoritmaların doz dağılımları üzerindeki etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır.
İnsan benzeri fantomda sanal olarak oluşturulan T8 seviyesinde bulunan vertebra tümörünün, CyberKnife cihazıyla tedavisinde Multiplan tedavi planlama sisteminde ray trace ve monte carlo algoritmaları kullanılarak elde edilen dozlar tespit edilmiştir. Ayrıca,tedavi planlamasında belirlenmiş riskli organlar için ( omurilik, kalp, akciğer ve akciğer doku birleşimi ) yerleştirilen film ve TLD ile ölçülen  dozlar planlama bilgisayarındaki aynı noktalarla karşılaştırılmıştır.
CK cihazında ışınlanan omurilik, kalp, akciğer ve akciğer doku birleşimindeki dozları ray-trace algoritması kullanılarak  TLD ile sırasıyla ortalama; 487±2,51 cGy, 26±2 cGy, 67±3,6 cGy, 202±2,51 cGy ve film ile sırasıyla ortalama; 490±2,64 cGy, 27±2 cGy, 75±1 cGy, 202±2,64 cGy olarak, monte carlo algoritması ile %2 belirsizlikle hesaplanarak TLD ile sırasıyla ortalama; 480±3 cGy, 26±1,7 cGy, 77±9,16 cGy, 215±5,5 cGy ve film ile sırasıyla ortalama; 485±5 cGy, 26±3,6 cGy, 76±6 cGy, 205±8,6 cGy olarak, monte carlo algoritması %1 belirsizlikle hesaplanarak TLD ile sırasıyla ortalama; 345±1 cGy, 19,6±2,51 cGy, 68±1 cGy, 167±4,58 cGy ve film ile sırasıyla ortalama; 352±7,21 cGy, 20±1,7 cGy, 67,6±2,3 cGy, 168±7,5 cGy olarak, monte carlo algoritması ile %0,2 belirsizlik ile hesaplanarak TLD ile sırasıyla ortalama; 397±2 cGy, 21,6±1,52 cGy, 72±7,2 cGy, 170±1 cGy ve film ile sırasıyla ortalama; 396±3,46 cGy, 20,3±1,5 cGy, 76,6±4,1 cGy, 175±4,58  cGy olarak ölçülmüştür. Ayrıca Monte Carlo algoritması kullanıldığında belirsizlik azaltılınca planlama ve ışınlama süreleri artmaktadır.

Abstract:
By using Ray-Trace and monte carlo calculation algorithms with CyberKnife device at Stereotactic Spine Radiotherapy and  by comparing drawn on a phantom, critical organ doses of TPS  data and actually measured doses, It aimed to investigate effect on the dose distribution of algorithms.
human-like virtual phantom created in which the level of T8 vertebra tumor at treatment with  CyberKnife device In multiple treatment planning system, the dose obtained was determined by using Ray-Trace and monte carlo calculation algorithms. In addition, The doses measured by the placed film and TLD for risk organs defined in treatment planning (Spinal cord, heart, lung and lung tissue combination) was compared with the same point in the planning computer.
Doses in İrradiated spinal cord, heart, lung and lung tissue combination with CK device, by using Ray-Trace algorithm with TLD  487±2,51 cGy, 26±2 cGy, 67±3,6 cGy, 202±2,51 cGy  and with film 490±2,64 cGy, 27±2 cGy, 75±1 cGy, 202±2,64 cGy, by calculating %2 uncertainty in monte carlo algorithm with TLD 480±3 cGy, 26±1,7 cGy, 77±9,16 cGy, 215±5,5 cGy and with film 485±5 cGy, 26±3,6 cGy, 76±6 cGy, 205±8,6 cGy, by calculating %1 uncertainty in monte carlo algorithm with TLD 345±1 cGy, 19,6±2,51 cGy, 68±1 cGy, 167±4,58 cGy and with film 352±7,21 cGy, 20±1,7 cGy, 67,6±2,3 cGy, 168±7,5 cGy, by calculating %0,2 uncertainty in monte carlo algorithm with TLD 397±2 cGy, 21,6±1,52 cGy, 72±7,2 cGy, 170±1 cGy and with film 396±3,46 cGy, 20,3±1,5 cGy, 76,6±4,1 cGy, 175±4,58  cGy was measured respectively. Also,  if uncertainty is reduced when used monte carlo algorithm, planning and irradiation times increase.