6, 9, 12, 16 ve 20 MeV enerjili elektronların sudaki derin dozlarının ölçümü ve penelope MC programıyla hesabı
Depth dose of 6, 9, 12, 16 and 20 MeV electrons in water measurement and calculation by the penelope MC code
Yazar: SEYHAN SÜER
Danışman: PROF. DR. NAZMİ TURAN OKUMUŞOĞLU
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Doz dağılımı = Dose distribution ; Elektron dozimetresi = Electron dosimeter ; Menziller = Ranges ; Monte Carlo benzetimi = Monte Carlo simulation

Özet:
Kanserli hücreleri yok etmek, veya ileri hücre çoğalmalarını devamlı olarak durdurmak, böylece yaşam süresini uzatmak ve yaşam kalitesini artırmak radyoterapinin (radyasyonla tedavinin) ana amacıdır. Radyoterapide, tanımlanmış tümör hacmine uygun, hassas olarak hesaplanmış ve ölçülmüş homojen radyasyon dozunun verilmesi gerekir. Tümörü çevreleyen sağlıklı dokuya radyoterapinin en az zararı vermesine ihtimam gösterilmesi de çok önemlidir.Yukarıda belirtilen ve vurgulanan amaçlarla Ondokuz Mayıs Üniversitesi (OMÜ) Tıp Fakültesi Uygulama ve Araştırma Hastanesi Radyasyon Onkolojisi Anabilim Dalında Aralık 1992'den beri radyoterapi hizmetleri verilmektedir. Bu çalışmada OMÜ de bulunan Varian Clinac DHX Lineer Hızlandırıcıdan yayınlanan elektronların, tedavi uygulaması öncesi sistemin kalibrasyon kontrolü için kullanılan Wellhöfer RFA 300 su fantomundaki, su ile etkileşmesindeki yüzde derin doz dağılımları bir yıl içinde 4 farklı zamanda ve 6, 9, 12, 16 ve 20 MeV enerjili elektronlar için deneysel olarak ölçülmüştür. Ölçülen derin doz değerlerinin ortalama ve standart sapma değerleri hesaplanmıştır. Sonuçların bir standart sapma içinde sabit kaldığı görülmüş böylece terapi sisteminin kalibrasyonunun kontrolü yapılmış ve kararlığı saptanmıştır. Deneysel verileri temsil eden en iyi eğri fonksiyonunun enerjiye bağlı fit parametreleri bulunmuştur. Böylece istenen enerji için doz değerlerinin kestirilebilmesi sağlanmıştır. Ayrıca belirtilen enerjilerde menzil parametre değerleri, R100 (Dmaks), R85, R50, Rp saptanmıştır. Sonuçların literatür ve Türk Fizik Mühendisleri Odası (FMO) değerleri ile karşılaştırılması yapılmış ve çok iyi uyuştuğu görülmüştür.Radyoterapi tedavisinde Monte Carlo hesaplamaları önemlidir ve bunun için çeşitli kodlar kullanılmaktadır. Bu çalışmada, PENELOPE Monte Carlo Simülasyon Kodu (Salvat ve ark., 2011) kullanılmış ve 6, 9, 12, 16 ve 20 MeV enerjilerde yayınlanan elektronların su ile etkileşmesinde ki, radyoterapi için önemli olan, derin doz değerleri ve diğer fiziksel parametreler hesaplanmıştır. PENELOPE programı ile yapılan derin doz hesaplarının sonuçları maksimumlarındaki değere bölünüp yüzle çarpılarak yüzde derin doz değerleri ele edilmiş ve deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. PENELOPE yüzde derin doz sonuçlarının açısal dağılım ve deneysel sistemin tam olarak simule edilememesinden kaynaklanan (literatürde de görülen farklar hariç ) deneysel sonuçlarla iyi uyuştuğu görülmüştür.

Abstract:
The main aim of the radiotherapy, which use the ionizing radiation to kill malignant cells or control cell growth, is extension of life spam and improve the quality of living. During radiotherapy accurately calculated and measured homogeneous radiation dose, which is suitable to the defined tumor volume, must be given to the patient. Extensive care must also be taken to protect the healthy tissues during radiotherapy.Radiotherapy services have been given at the Radiation Oncology Department of Faculty of Medicine of Ondokuz Mayıs University (OMU) since December 1992. In this study we used electrons of 6, 9, 12, 16 and 20 MeV from the Varian Clinac DHX accelerator of this department for checking the calibration of the system using the Wellhöfer RFA 300 water phantom. The percent (%) depth dose values for water were measured with three months periods at four different date starting from March 2011. Mean values and the standard deviations for the measured percent depth doses were calculated. It is found that the results are constant within one standard deviation. It is concluded that the system is stable during this one year period. Also a nonlinear multi parameter fit to the data with energy dependent parameters were obtained. Thus the estimation of the depth dose values at any energy with these parameters is made possible. In addition to this the range parameter values such as R100 (Dmax), R85, R50, Rp for the energies under consideration were determined. The results for the latter parameters were compared with the literature and the values of Turkish Physics Engineers Society (FMO) and good agreement was found.Monte Carlo calculations in radiotherapy are important and various codes are used for this purpose. In this study we used PENELOPE Monte Carlo Simulation Code (Salvat and ark., 2011) for calculation of the electron- water interaction depth dose and other physical parameters at electron energies 6, 9, 12, 16 and 20 MeV. From the depth doses results of PENELOPE % depth dose values were obtained and compared with the experimental results. They are in good agreement except as the experimental system and angular distributions are not exactly simulated in our PENELOPE MC calculations (and as also mentioned in literature) there are differences in rising and fall- off regions of the % depth dose curves