Medikal Lineer Hızlandırıcılarda Elektron Dozimetrisi Doç.Dr.Bahar DİRİCAN Gülhane Askeri Tıp Akademisi Radyasyon Onkolojisi AD. Türk Fizik Derneği 8. Parçacık Hızlandırıcı ve Detektörleri Yaz Okulu 10-15 Eylül 2012 BODRUM

Medikal Lineer Hızlandırıcı Philips marka SL 25 model Medikal Lineer Hızlandırıcı

Farklı Boyutlardaki Elektron Aplikatörleri

Elektron Aplikatör’ü Takılmış Philips marka SL 25 medikal lineer hızlandırıcı

Lineer hızlandırıcının elektron tedavisi için kullanımı Patient HASTA Saçıcı foil(ler) Elektron demeti Birincil kolimatörler İyon odası İkincil kolimatörler Elektron aplikatörleri

Elektron Derin Doz Eğrisi

Farklı Enerjilerdeki Elektronların Derin Doz Eğrileri

İzodoz eğrileri

Yüksek Enerjili Elektronlar Build-up bölgesi, X-ışınlarından çok farklıdır Ciltte düşük bir doz bölgesi yoktur (4-6 MeV enerjiler için doz daha düşüktür, %85’den azdır) Plato bölgesi: %90 E0 (MeV) / 4 (cm) %80-85 E0 (MeV) / 3 (cm) Pratik menzil E0 (MeV) / 2 (cm)

Elektron Enerji Spektrumu ve Parametreleri

Yüksek Enerjili Elektronlar Emax,a : Elektron demetinin hızlandırıcı çıkış penceresindeki maksimum enerjisi Emax,o : Elektron demetinin fantom yüzeyindeki maksimum enerjisi Emax,z : Elektron demetinin z derinliğindeki maksimum enerjisi Ēa : Elektron demetinin hızlandırıcı çıkış penceresindeki ortalama enerjisi Ep,a : Elektron demetinin hızlandırıcı çıkış penceresindeki en olası enerjisi ra : Enerji dağılımı (enerji spektrumunun yarı maksimumundaki genişlik)

Yüksek Enerjili Elektronlar Elektron demeti hızlandırıcı çıkış penceresi ve fantom yüzeyi arasında farklı materyallerden geçerken enerji kaybeder aynı zamanda bu tür enerji kayıplarındaki düzensiz değişimler spekturumu genişletir. Bu durum elektronlar fantom içinden geçerken de olmaktadır.

Yüksek Enerjili Elektronlar Elektron demet kalitesi pratik olarak Ēo ve Ep,o ile tanımlanabilir. Ēo : Elektron demetinin fantom yüzeyindeki ortalama enerjisidir. Ep,o : Elektron demetinin fantom yüzeyindeki en olası enerjisidir. En olası enerji Ep,o izodoz eğrilerini ya da derin doz dağılımını karakterize etmek için en uygun parametredir. Bu deneysel olarak kolayca bulunabilen pratik menzil Rp ile bağlantılı olmasındandır.

IAEA, Technical Reports series No.277 Demet Kalite Spesifikasyonu : Elektron demetleri : Fantom yüzeyindeki “ortalama enerji” .

Menzil Enerji İlişkisi Pratik menzil Rp eğrinin inen kısmına teğet ile fren ışınımı (Bremsstrahlung) kuyruğunun uzantısının kesişme derinliği olarak tanımlanır. R50 soğurulan dozun maksimumunun %50’ si olan derinlik olarak tanımlanır. Deneysel enerji menzil bağıntıları su fantomuna dik gelen geniş ve paralel elektron demetleri için tam geçerlidir.

Menzil Enerji İlişkisi Ēo= 15 MeV’ e kadar olan enerjilerde 12 cm x 12 cm ya da daha büyük alanlar ve bu enerjiden daha yüksek enerjilerde 20 cm x 20 cm ya da daha büyük alanlar tavsiye edilir.

Menzil Enerji İlişkisi Ēo ≤ 10 MeV enerjileri için ölçümlerin efektif noktası ve pertürbasyon düzeltme faktörleri için var olan belirsizlikler paralel düzlem iyon odası kullanılarak azaltılır.

Ep,o’ ın Belirlenmesi SSD≥100 cm Ep,o = C1+C2RP+C3RP2 C1=0.22 MeV C2=1.98 MeV.cm-1 C3=0.0025 MeV.cm-2 SSD≥100 cm

Ēo ‘ ın Belirlenmesi Ēo=C4R50 C4=2.33 MeV.cm-1

ĒZ ‘ nin Belirlenmesi Ēz Eo (1- z / Rp) z : su fantomundaki derinlik Rp : pratik menzil Bu yaklaşım yalnız ortalama enerji Ēo ≤ 10 MeV ise geçerlidir. Daha yüksek enerjilerde ise küçük derinlikler için geçerlidir.

Suda soğurulan dozun belirlenmesi Yüksek Enerjili Elektronlar : Suda soğurulan doz Dw efektif noktadaki ölçümde; denklemi ile ifade edilir. Durdurma gücü oranı (Sw,air)u : Spencer-Attix kavite teorisi kullanılır. Durdurma gücünü sınırlamak için seçilen kesim (cut-off) enerjisi = 10 KeV’dir. Durdurma gücü için giriş parametreleri fantom yüzeyinde ortalama enerji ve efektif ölçüm noktasının z derinliğidir. , R50’den belirlenir.

Suda soğurulan dozun belirlenmesi Yüksek Enerjili Elektronlar : Pertürbasyon düzeltme faktörü (Pu) : Pu değerleri Tablo XI’de verilmiştir. Pu’nun giriş parametresi, efektif ölçüm derinliğinde ortalama elektron enerjisidir ( , Tablo V). Elektronların saçılma gücü, azalan elektron enerjisi ile hızla artar. Böylece elektron için pertürbasyon düzeltme faktörü, azalan elektron enerjisi ile artacaktır (Tablo XI). Bu faktördeki belirsizlik de, düşük enerjili elektronlar için artacaktır. Bu problemi azaltmak için tavsiye edilen paralel düzlem iyon odasıdır.

Suda soğurulan dozun belirlenmesi Yüksek Enerjili Elektronlar : Elektron akısını plastik ve su arasında transfer etmek için ek bir faktör gerekir. Bu faktörle plastik fantom kullanılarak elde edilen okumalar, sudaki okumalara çevrilir. Mu(su) = Mu (plastik) hm hm değerleri Tablo XII’dedir.

Suda soğurulan dozun belirlenmesi Yüksek Enerjili Elektronlar : Sudan farklı bir fantom ile soğurulan doz ölçümü yapılmışsa ve sıcaklık-basınç düzeltme faktörü elektrometreye girilmemişse; Mu : Elektrometreden okunan değer Ptp : Sıcaklık-basınç düzeltmesi ND : Elektrometre ve iyon odasının kalibrasyon faktörü Sw,air : Durdurma gücü oranı Pu : Pertürbasyon faktörü hm : Fantom materyalini suya çevirme faktörü Pcel : İyon odasının merkezi elektrodu alüminyum olduğu durumlarda kullanılır (Tablo XIX).

TRS-398 Demet Kalite Spesifikasyonu Elektron demetleri : Yarı değer derinliği R50 (Enerjiye dönüştürmekten kaçının) R50 = 1.029 R50,ion – 0.06 g / cm2 (R50,ion 10 g / cm2) R50 = 1.059 R50,ion – 0.37 g / cm2 (R50,ion > 10 g / cm2) Yeni Zref = 0.6 R50-0.1 g / cm2

İyon odasının referans noktası Paralel düzlem : Hava kavitesinin önü Elektron demetleri için silindirik iyon odasının merkezinden 0.5 rsil daha derinde.

Teşekkür Ederim