Radyoterapide kullanılan bolus materyalinin 3D yazıcı kullanılarak hasta anatomisine göre üretilmesi ve dozimetrik olarak değerlendirilmesi
Development of patient specific 3D printed bolus for external beam radiotherapy and it's dosimetric evalution
Yazar: YÜCEL GÜLER
Danışman: PROF. DR. ENİS ÖZYAR
Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı / Medikal Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Radyasyon Onkolojisi = Radiation Oncology
Dizin: Anatomi = Anatomy ; Bolus materyali = Bolus material ; Deri hastalıkları = Skin diseases ; Deri neoplazmları = Skin neoplasms ; Meme hastalıkları = Breast diseases ; Meme neoplazmları = Breast neoplasms ; Radyometri = Radiometry ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Üç boyutlu yazıcı = Three dimensional printer

Özet:
Radyoterapide cilt ve cilde yakın tümörlerin ışınlanmasında cilt dozunu arttırmak, sağlıklı doku eksikliği durumunda ve cilt konturundaki düzensizlikleri engellemek için radyobiyolojik açıdan insan yumuşak doku eşdeğeri bolus adı verilen malzemeler kullanılır. Vücut anatomisine göre 3 boyutlu yazıcılar ile üretilmiş, dozimetrik olarak doğrulanmış ve doku eşdeğeri olan bolus üretmek tedavi başarısını arttıracaktır. Yüzeye konularak yüzey hacmine entegre olan bolus, cilt dozunu arttırırken tümör hacminin alması gereken maksimum dozu almasını ve sağlıklı dokuların korunmasını sağlar. Bu çalışmada 3 boyutlu yazıcı ile üretilen bolusun dozimetrik doğruluğu, göğüs duvarını simüle eden toraks fantom üzerinde araştırıldı. Çalışmada, Acıbadem Üniversitesi bilimsel proje destekleme fonundan tahsil edilen fon ile 3 boyutlu bir yazıcı imal edildi. Farklı foton ve elektron enerjilerinde ilgili bölümde belirtilen ayrıntılar ile setup oluşturularak soğrulan doz ölçüldü ve değerlendirildi. Çeşitli modelleme ve tasarım programları ile toraks fantomun anatomik yapısına ve yüzeyine uygun bolus tasarlandı. Bolusun ciltle temas eden yüzeyine Gafkromik film yerleştirilerek planlanan setup da ışınlandı. Alınmış olan ve kaydedilen veriler karşılaştırılarak en ideal malzeme seçildi. Kritik organların ve cildin aldığı doz uluslararası kriterler ile değerlendirildi. Sonucunda 6 MeV enerjisinde PLA, 9 MeV elektron enerjisinde PLA ve PET-G, 6 MV enerjide PET-G, 10MV enerjide PET-G ve STH'dan imal edilen boluslar referans bolus ile eşdeğer dozlar aldığı görüldü. Çalışmamızdan alınan veriler neticesinde klinik kullanıma uygun ve hasta anatomisine özel bir bolus malzemesi üretiminin ve kullanımının mümkün olduğu görülmüştür. Doğru doluluk oranı ve malzeme tasarımıyla, insan yumuşak doku eşdeğeri olan 0 HU malzemeler ile istenilen anatomik bölgeye uyumlu biyo-malzemeler üretmek mümkündür.

Abstract:
In radiation therapy, in case of lack of healthy tissue and to prevent irregularities in the skin contour, materials called bolus, which are the equivalent of human soft tissue from a radiobiological point of view, are used to increase the skin dose in the irradiation of skin and tumors near the skin. In this study, the dosimetric accuracy of the bolus produced by a 3D printer was investigated on the Thorax Phantom simulating the chest wall. In the study, a 3D printer produced with the funds collected from the scientific project support fund of Acıbadem University. As a result of the evaluation and with different criteria, study was continued with the CIRS-E2E thorax phantom. Gafchromic film was placed on the surface of the bolus in contact with the skin and the planned dose was given. ABS, PLA, ASA material, which is 90% full at 6 MV Energy, was found to be equivalent to bolus used in the clinic. At 10 MV energy, PET-G, STH, PLA materials were equivalent to the reference material. The dose received by critical organs and skin was evaluated by international criteria. As a result, boluses manufactured from PLA at 6 MeV energy, PLAandPET-G at 9 MeV electron energy, PET-G at 6 MV energy, PET-G at 10MV energy and STH received doses equivalent to the reference bolus. Designed according to the patient's Anatomy and dosimetrically proven accuracy, this treatment auxiliary material produced with biomaterials appears to be positively reflected in the accuracy and accuracy of the treatment.