Yoğunluk ayarlı tüm cilt elektron ışınlama tekniğinin geliştirilmesi
Development of intensity modulated total skin electron irradiation techniques
Yazar: MURAT KÖYLÜ
Danışman: PROF. DR. DENİZ YALMAN
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Onkoloji = Oncology
Dizin: Abdomen = Abdomen ; Deri = Skin ; Elektron ışın kaynağı = Electron beam welding ; Radyometri = Radiometry ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Radyoterapi-bilgisayar yardımlı = Radiotherapy-computer assisted ; Radyoterapi-yoğunluk ayarlı = Radiotherapy-intensity-modulated ; Üç boyutlu yazıcı = Three dimensional printer

Özet:
Amaç: Tüm cilt elektron ışınlamalarında (TSEI) abdominal bölge kalınlığı fazla olan hastalarda abdomen bölgesi dışındaki anterior cilt bölgeleri tedavi cihazından uzaklaşarak istenilenden farklı doz alır. Bu çalışmayla anterior cilt bölgelerindeki doz düzensizliğinin geliştirilecek olan yoğunluk ayarlı tüm cilt elektron ışınlama yöntemi (IM-TSEI) ile ortadan kaldırılması amaçlanmıştır.
Yöntem: İlk olarak siyah ABS materyalinin doku eşdeğerliği belirlendi. Abdominal bölge kalınlığının 3, 6, 9, 12 ve 15 cm olduğu durumlar ABS ile üretilen farklı kalınlıklarda abdomen fantomları ve insan fantomu kullanılarak simüle edildi. Klasik Stanford TSEI tekniğinin özellikleri belirlenerek IM-TSEI tekniğinin özellikleri tanımlandı. Buna göre IM-TSEI tekniğinde hastaların önden ışın aldığı pozisyonlarda abdominal bölge kalınlığına bağlı olarak yeni bir açı çifti, 12AF ve tedavi süresi belirlenirken SSD sternum noktası baz alınarak ayarlandı. Arka vücut bölgelerinin ışınlandığı duruş pozisyonlarında abdominal bölge kalınlığı gibi kontur düzensizlikleri olmadığından klasik TSEI'daki gibi SSD bel arka noktasına göre ayarlanarak homojen profilin sağlandığı tedavi açı çifti ve tedavi süreleri kullanıldı. Abdomen kalınlığından etkilenen parametreler belirlenerek derinliğe bağlı doz değişim ölçümleri yapıldı. Farklı abdomen kalınlıkları için IM-TSEI uygulama parametreleri birleşik doz ölçümü ve tedavi sürelerinin hesaplanmasıyla belirlendi. Geliştirilen IM-TSEI yönteminin güvenilirliği antropomorfik insan fantomunun 3, 6, 9, 12 ve 15 cm'lik abdominal bölge kalınlıkları için TLD cilt dozu ve fantom içi film ölçümleriyle belirlendi. 
Bulgular: Yapılan istatistiksel analizler sonucunda profil ölçümleriyle IM-TSEI yönteminin TSEI tekniğine göre 6 cm ve üzerindeki abdomen kalınlıklarında vücut ön bölgesindeki dış kontur düzensizliğini telafi ederek vertikal eksen boyunca abdomen bölgesi de dahil olmak üzere daha homojen dozlar sağladığı belirlendi. İnsan fantomu cilt dozu ölçümleri ile tüm abdomen kalınlıkları için geliştirilen IM-TSEI yöntemiyle klasik TSEI yöntemine göre daha homojen doz dağılımları elde edildiği, TSEI yönteminin 9 cm ve üzerindeki abdomen kalınlıklarında homojenite kriterlerini sağlayamadığı görüldü. İki tekniğe ait tam tedavi yüzde derin doz eğrilerinin birbiriyle uyumlu olduğu ve fantom içi dozların TSEI tekniği dozlarıyla uyuştuğu görülmüştür. Ayrıca 9 cm'in altındaki abdomen kalınlıklarında hem ortalama tüm cilt dozları hem de vücut ön bölge cilt dozları için iki teknik arasında istatistiksel anlamlı farkın olmadığı ve ikisinin de kullanılabileceği belirlendi. IM-TSEI tekniğinde 9 cm ve üzerindeki abdomen kalınlıklarında vücut ön bölge ve ortalama cilt dozlarının tedavi dozundan mutlak farkının daha az olduğu belirlendi. TLD ölçümleri ile IM-TSEI tekniğiyle yoğunluk ayarı yapılmasının abdomen kalınlığına bağlı olarak vücut ön yüzeyi dozlarında oluşan düzensizliği giderdiği gösterildi.
Sonuç: Geliştirilen IM-TSEI tekniği tüm abdomen kalınlıklarında güvenle kullanılabilir olmakla beraber 9 cm ve üzerindeki kalınlıklarda TSEI tekniğine göre daha avantajlıdır.

Abstract:
Objective: In total skin electron irradiation(TSEI) of the patients with higher abdominal thickness, the anterior skin areas other than the abdominal area move away from the treatment device and receive a different dose than that of the prescribed dose. It is aimed to eliminate the dose irregularity in the anterior skin areas by the intensity modulated total skin electron irradiation(IM-TSEI) method which is developed in this study.
Method: First, the tissue equivalence of the black ABS material was determined. Abdominal thicknesses of 3, 6, 9, 12 and 15cm were simulated using human phantom and abdominal phantoms of different thicknesses produced with ABS. The properties of classical Stanford TSEI technique were determined and the characteristics of IM-TSEI technique were defined. In the IM-TSEI technique a new angle pair, 12FF, and treatment time were determined based on the thickness of the abdominal region at the anterior beam positions and the SSD was adjusted based on the sternum point. Since there were no contour irregularities such as abdominal thickness in the posterior treatment positions SSD was adjusted to the posterior waist point as in the conventional TSEI, and the treatment angle pair and treatment times creating a  homogeneous profile were used. The parameters affected by abdominal thickness were determined and depth-dependent dose change measurements were performed. IM-TSEI application parameters for different abdominal thicknesses were determined by combined dose measurements and calculation of treatment times. The quality assurance of the IM-TSEI method was done using an anthropomorphic human phantom with 3, 6, 9, 12 and 15 cm abdominal thicknesses by TLD skin dose and intra-phantom film measurements.
Results: As a result of statistical analyzes, it was determined that IM-TSEI method provided more homogeneous doses including abdominal region along the vertical axis by compensating for the external contour irregularities in the anterior region of the body at the thicknesses of 6cm and above according to TSEI technique with profile measurements.Human phantom skin dose measurements showed that IM-TSEI method provided more homogeneous dose distributions for all abdominal thicknesses compared to classical TSEI method and TSEI method did not meet homogeneity criteria for abdominal thicknesses of 9cm and above. The full treatment percentage depth dose curves of the two techniques were consistent with each other, and the intra-phantom doses were consistent with the TSEI technique doses. In addition, it was determined that there was no statistically significant difference between the two techniques in abdominal thicknesses of less than 9 cm regarding average skin doses and body anterior skin doses, so both techniques could be used. In the IM-TSEI technique, the absolute dose difference between the anterior body region and the average skin doses was less than the prescribed dose at abdominal thicknesses of 9 cm and above. With TLD measurements, it was determined that intensity modulation by IM-TSEI technique corrected irregularities in the anterior body surface doses due to abdominal thickness.
Conclusion: Although IM-TSEI technique can be used safely in all abdominal thicknesses, it is more advantageous than TSEI technique in thicknesses of 9 cm and above.