Bilgisayarlı tomografi taramalarındaki anatomik bölgelerin ve organların radyasyon kütle zayıflatma katsayılarının monte carlo metodu ile incelenmesi
Investigation of radiation mass attenuation coefficients of anatomical regions and organs in computerized tomographic scans by using monte carlo method
Yazar: ELİF EBRU ALTUNSOY
Danışman: PROF. DR. İSKENDER AKKURT
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Nükleer Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Canlı organlar üzerinde meydana gelen radyasyon etkileşimleri ile ilgili yapılan araştırmalar, radyasyon fiziği ve medikal fizik alanında her zaman önemli konular arasında yer almıştır. Bu tez çalışmasında Bilgisayarlı Tomografi çekim bölgelerinden olan beyin, toraks ve abdomen anatomik bölgelerinden birer organ seçilerek bu dokuların kütle zayıflatma katsayıları hesaplandı. Ayrıca bu dokulara ek olarak yağ dokusunun da kütle zayıflatma katsayısı hesaplanarak; anatomik bölgelerin radyasyonu zayıflatma oranları ile yağ doku kalınlığı arasındaki ilişki incelendi. Tüm bu ölçümler için genel amaçlı bir Monte Carlo kodu da olan MCNPX programı kullanılarak simülasyon geometrileri oluşturuldu. Bu simülasyon geometrisinin validasyonunu sağlamak üzere, MCNPX simülasyon kodu ile gerçekleştirilen kütle zayıflatma katsayısı ölçümleri standart XCOM verileri ile karşılaştırıldı. Ölçümler sonucunda kütle zayıflatma katsayılarının standart XCOM verileri ve MCNPX sonuçları arasında uyum gözlendi. Bu karşılaştırmalar grafikler halinde sunuldu. 

BT anatomik bölgeleri ile ilgili incelemelerde beyin bölgesindeki ölçümlerde beyin çapı arttırılarak ölçümler gerçekleştirildi. Toraks bölgesinde meme dokusunun çapı arttırılarak radyasyon zayıflama miktarına etkisi araştırıldı. Abdomen bölgesinde ise karın bölgesindeki yağlanmanın radyasyon zayıflamasına etkisini araştırmak üzere yağ kalınlığı arttırılarak ölçümler alındı. Anatomik bölgelerin ölçümlerinde, yağ dokusu kalınlığının artması ile bölgenin radyasyonu zayıflatma etkisinin arttığı, detektörlere ulaşan doz miktarında azalma olduğu sonucuna ulaşıldı. Bu tez çalışmasında elde edilen sonuçlar medikal fizik ve tıbbi radyasyon uygulamalarında kullanılabilirlik açısından faydalı olabilir.

Abstract:
Researches on radiation interactions occurring in living organs have always been an important issue in the field of radiation physics and medical physics. In this thesis study, the mass attenuation coefficients of some of the tissues were calculated by selecting one organ from the brain, thorax and abdominal anatomical regions from the CT images. In addition to these tissues, the mass attenuation coefficient of fat tissue is calculated; to determine the relationship between radiation reduction rates of anatomical regions and fat tissue thickness. For all these measurements, simulation geometries were generated by using the MCNPX program, which is also a general purpose Monte Carlo code. The mass attenuation coefficient measurements performed were compared with standard XCOM data to ensure validation of this simulation geometry. As a result of the measurements, the agreement between the standard XCOM data and the MCNPX results of the mass attenuation coefficients was observed. These comparisons were presented in graphs.

In brain CT anatomical regions, the diameter of the brain region was increased and measurements were made by increasing the brain diameter. The diameter of the breast tissue was increased in the thorax region and the effect of radiation attenuation was investigated. In the abdominal region, the fat thickness was increased and the measurements were taken to investigate the effect of fat in the abdominal region on radiation reduction. In the measurements of anatomical regions, the increase in fat tissue thickness results in an increase in the attenuation effect of the radiation and a decrease in the amount of dose measured by the detectors. The results obtained in this thesis may be useful for medical physics and medical radiation applications.