Polimer jel dozimetre ve manyetik rezonans görüntüleme yardımıyla İridyum192 yüksek doz oranlı brakiterapi kaynaklarının 3boyutlu doz dağılımının analizi
The use of polimer gel dosimetry and magnetic resonance imaging for the analysis of 3D dose distrubitions of high dose rate Ir-192 sources
Yazar: ÖZNUR ŞENKESEN
Danışman: DOÇ. DR. İSMAİL ÖZBAY
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Temel Onkoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Onkoloji = Oncology
Dizin: Brakiterapi = Brachytherapy ; Doz tayini = Dose determination ; Manyetik rezonans = Magnetic resonance ; Radyasyon fiziği = Radiation physics

Özet:
Brakiterapi kaynaklarının kullanılmakta olan deneysel dozimetri olanakları sınırlıdır. Kullanılan dozimetrenin özelliğine bağlı olarak, dozimetrenin kendisinin yol açtığı radyasyon akısındaki değişiklikler ve çözünürlüğünün düşüklüğü üç boyutlu (3D) olarak bilgi kaybına ve hatalara neden olmaktadır. Yüksek doz oranlı (YDO) brakiterapi uygulamalarında kullanılan İridyum-192 kaynaklarının etrafında çok yüksek dozların olması ve kaynaktan uzaklaştıkça çok hızlı doz düşüşü doz dağılımlarının kalite kontrolünü güçleştirir. Bu çalışmada polimer normoksik jel dozimetri yöntemi ile İridyum-192 brakiterapi kaynaklarının 3 boyutlu doz dağılımları iki ayrı jel fantom hazırlanarak, iki farklı plan için elde edilmiştir. Bilgisayarlı tedavi planlama sisteminde tek kaynak pozisyonu ve 3cm uzunluğunda kaynak boyu için iki ayrı plan hazırlanmıştır. Hesaplanan duruş pozisyonları ile jel fantom ışınlanarak, ışınlanan fantomun Manyetik Rezonans (MR) görüntüleri alınmıştır. Görüntüler MATLAB bilgisayar yazılımı ile analiz edilerek 1mm çözünürlük ile elde edilen doz dağılımı ve profiller, tedavi planlama sistemi (TPS) ile hesaplanarak elde edilen doz dağılımı ve profil değerleri ile karşılaştırılmıştır. Tek duruş pozisyon tanımlanarak ışınlanan nokta kaynak doz dağılımları için hesaplanan ve ölçülen %70,%50,%30 profil genişlikleri arasındaki farkın standart sapma değerleri sırasıyla x düzlemi için 1,05, 1,28, 0,78mm, y düzlemi için 0,68, 0,65, 0,5mm, z düzlemi için 0,83, 1,54, 1,37mm, kaynak boyu 3cm olarak hesaplanan ve ölçülen %70,%50,%30 profil genişlikleri arasındaki farkın standart sapma değerleri sırasıyla x düzlemi için 0,96, 1,43, 0,73mm, y düzlemi için 1,26, 2,12, 2,92mm, z düzlemi için 5,13, 1,6, 1,91mm olarak tespit edilmiştir. Sonuçlar jel dozimetre ve TPS verilerinin uyumlu olduğunu göstermiştir. Bu uyum brakiterapi kaynaklarının jel dozimetri yöntemi ile 3D doz dağılımlarının elde edilebilmesini ve TPS'lerinin 3D doğrulamasında kullanılabilirliğini göstermektedir.Anahtar Kelimeler: Normoksik polimer jel, Jel dozimetri, brakiterapi, İridyum-192,3D

Abstract:
Experimental dosimetry resources used for brachytherapy sources are limited. Depending on the features of the dosimetry, the changes in radiation flow that is caused by the dosimetry itself and low resolution leads to three dimensional (3D) information loss and errors. Iridium-192 sources are used in high dose rate (HDR) brachytherapy, high doses around the Iridium-192 sources and the steep dose gradient make the dose distribution quality assurance difficult.In this study, 3D dose distributions of the Iridium-192 brachytherapy sources were obtained using the polimer normoxic gel dosimetry method in two different gel phantoms and they were calculated for two different plans. Two different plans were prepared with the treatment planning system, one of them for one dwell position, the other one for 3 cm source length.The gel phantom was irradiated for the calculated dwell positions and the MRI scans of the radiated phantom were obtained. The images were analysed with MATLAB software and the dose distributions and profiles that were derived with 1 mm resolution were compared with the dose distributions and profiles that were calculated by the treatment planning system.The differences of standart deviation values between the 70%, 50%, 30% profile widths, that were calculated and measured for the point source dose distributions that were obtained with describing one dwell position, were 1,05, 1,28, 0,78mm for x plane, 0,68, 0,65, 0,5mm for y plane, 0,83, 1,54, 1,37mm for z plane, respectively. The differences of standart deviation values between the 70%, 50%, 30% profile widths, that were calculated and measured for 3 cm source length were 0,96, 1,43, 0,73mm for x plane, 1,26, 2,12, 2,92mm for y plane and 5,13, 1,6, 1,91 mm for z plane.There was good agreement between the gel dosimetry and treatment planning system results. This correlation shows that the gel dosimetry method can be used to obtain 3D dose distributions and 3D verification of treatment planing systems.Key Words: Normoxic polimer gel, Gel dosimetry, Brachytherapy, Iridyum192, 3D