Bilgisayarlı tomografide X-ışınlarının vücut doku ve organları tarafından soğurulma özelliklerinin belirlenmesi
Determination of the absorption properties of X-rays by body tissue and organs in computerized tomography
- Tez No: 743836
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN AKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Anatomi, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Radyoloji ve Nükleer Tıp, Anatomy, Physics and Physics Engineering, Radiology and Nuclear Medicine
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Radyolojik Bilimler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Bu çalışmanın temel amacı özellikle bilgisayarlı tomografiden yayınlanan x-ışını fotonlarının vücut doku ve organları tarafından soğurulma özelliklerini belirlemektir. Foton soğurma özellikleriyle ilgili parametrelerin hesaplanmasında radyasyon-madde etkileşmelerinin detaylı olarak modellendiği Monte Carlo (MC) simülasyon yöntemi tercih edilmiştir. Bu amaçla aynı zamanda doku ve organ materyallerinin foton soğurma parametrelerini hesaplayan EGSnrc tabanlı bir MC kodunun geliştirilmesi de hedeflenmiştir. Bu çalışmada, vücut doku ve organlarının foton soğurma özellikleriyle ilgili literatürde hesaplanan kütle azaltma katsayısı (µ/ρ), etkin atom sayısı (Zeff) ve etkin elektron yoğunluğu (Neff) gibi parametrelerin yanında, aynı zamanda lineer azaltma katsayısı (µ), toplam atomik tesir kesiti (σt,a), toplam elektronik tesir kesiti (σt,e), yarı değer kalınlığı (HVL), onda bir değer kalınlığı (TVL) ve ortalama serbest yol (MFP) parametreleri EGSnrc tabanlı MC koduyla hesaplanmıştır. Bu parametrelerin dışında BT'den yayınlanan x-ışını enerjilerine maruz kalan bazı doku ve organlardaki derinliğe bağlı doz değişimleri de simülasyon yöntemiyle ayrıca incelenmiştir. Foton soğurma parametrelerini belirlemek için on iki farklı doku ve organ materyali seçilmiştir. Bu materyallere ait fiziksel özellikler kullanılarak Monte Carlo hesaplamaları için uygun formatta sanal fantom verileri üretilmiştir. Sonrasında bu veriler kullanılarak foton-madde etkileşmelerini içeren simülasyonlar standart dar demet geometrisinde gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen kodla hesaplanan verilerin doğruluğu aynı zamanda NistXCom programıyla da test edilmiştir. Sonuç olarak doku ve organlar için BT'den yayınlanan foton enerji aralığında hesaplanan parametrelerde belirgin farkların olduğu görülmüştür. Bu farklılıklar yoğunlukları farklı olan doku ve organlar için (akciğer, yumuşak doku ve kemik gibi) daha ön plana çıkarken, birbirine yakın yoğunluk değerlerine sahip doku ve organlarda daha az belirgindir. Ancak fotoelektrik etkileşmenin baskın olması nedeniyle yakın yoğunluklu organlardaki farklılıklar da kayda değer biçimdedir. Bu farklılıklar derinliğe bağlı doz değişimleri için elde edilen sonuçlarda da açıkça görülmüştür. Dolayısıyla bu çalışmada elde edilen sonuçlara göre, BT'den yayılan x-ışını enerjilerinde doku ve organların soğurma özelliklerinin oldukça farklı sonuçlar gösterdiği ve bu farklılıkların özellikle tıbbi uygulamalarda dikkate alınması gerektiği anlaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
The main purpose of this study is to determine the absorption properties of x-ray photons, emitted especially from the Computerized Tomography (CT), by body tissues and organs. The Monte Carlo (MC) simulation method, in which the radiation-matter interactions are modeled in detail, was preferred in the calculation of the parameters related to the photon absorption properties. For this purpose, it was also aimed to develop an EGSnrc-based MC code that calculates the photon absorption parameters of tissue and organ materials. In this study, besides the parameters such as mass attenuation coefficient (µ/ρ), effective atomic number (Zeff) and effective electron density (Neff), which are calculated in the literature related to the photon absorption properties of body tissues and organs, linear attenuation coefficient (µ), total atomic cross section (σt,a), total electronic cross section (σt,e), half-value layer (HVL), tenth-value layer (TVL) and mean free path (MFP) parameters were calculated with EGSnrc based MC code. Apart from these parameters, depth dependent dose changes in some tissues and organs exposed to x-ray energies emitted from CT were also investigated by simulation method. Twelve different tissue and organ materials were selected to determine the photon absorption parameters. By using the physical properties of these materials, virtual phantom data were produced in an appropriate format for Monte Carlo calculations. Afterwards, simulations involving photon-matter interactions using these data were performed in standard narrow beam geometry. The accuracy of the data calculated with the developed code was also tested with the NistXCom program. As a result, it was observed that there are significant differences in the calculated parameters in the photon energy range from CT for tissues and organs. While these differences are more prominent for tissues and organs with different densities (such as, lung, soft tissue and bone), they are less evident in tissues and organs with similar density values. However, due to the dominance of photoelectric interaction, the differences in organs with close density are also significant. These differences were also clearly seen in the results obtained for depth-dependent dose changes. Therefore, according to the results obtained in this study, it has been understood that the absorption properties of tissues and organs show quite different results in x-ray energies emitteded from CT, and these differences should be especially taken into account in medical applications.
Benzer Tezler
- Mobil telefon kullanımına bağlı oluşan 900-1800 mhz radyo frekans dalgalarının meydana getirdiği elektromanyetik alanın iliak kanat kemik mineral yoğunluğuna etkisi
The effect of electromagnetic fields on bone mineral density of iliac bone produced by 900-1800 mhz radio frequency waves dependent on cellular phone usage
BEŞİR ANDAÇ AKSOY
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2006
Ortopedi ve TravmatolojiSüleyman Demirel ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NEVRES HÜRRİYET AYDOĞAN
- Synthesis of peptidomimetic based imaging agents against lung cancer
Peptidomimetik tabanlı kanser görüntüleme ajanlarının sentezlenmesi
GÖZDE SARIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. ONUR ALPTÜRK
DR. ÖZGÜR YILMAZ
- Vector-driven: A new projection and backprojection algorithm based on vector mapping
Vector-driven: Vektör haritalamasına dayalı yeni bir projeksiyonve ters projeksiyon algoritması
İSMAİL MELİK TÜRKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSA YILDIRIM
- Tüm vücut cilt ışınlamalarında foton kullanımının dozimetrik değerlendirilmesi
Dosimetric evaluation of photon use in whole body skin irradiation
MEHMET ALİ KAYA
Doktora
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiDicle ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ZAFER KÖYLÜ
- X ışınlı bilgisayarlı tomografide filtrelenmiş geri izdüşüm algoritmalarının paralel ve yelpaze demet açılı uygulamaları
Parallel and fan beam implementations of filtered back projection algorithms in computerized x-ray tomography
FATİH ENES ÖMEROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDEF KENT