Eksternal radyoterapide kritik organların aldığı dozun monte carlo yöntemi ile belirlenmesi
Determination of the dose received by critical organs in external radiotherapy by monte carlo method
- Tez No: 953784
- Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL HAKKI SARPÜN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nükleer Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Radyoterapi, kanser tedavisinde tümörlü dokuların hedeflenmesi ve çevredeki sağlıklı dokuların korunması arasındaki dengeyi sağlamak için kritik bir rol oynamaktadır. Eksternal radyoterapide, özellikle yüksek enerjili Bremsstrahlung fotonlarının kullanımı, derin dokulara etkili penetrasyon sağlarken kritik organlarda istenmeyen doz birikimine yol açabilmektedir. Bu çalışma, kritik organların aldığı dozun Monte Carlo yöntemi ile hassas bir şekilde belirlenmesini amaçlamaktadır. Tez kapsamında, Parçacık ve Ağır İyon Taşıma Kodu Sistemi yazılımı kullanılarak 6, 10 ve 18 MV enerjili Bremsstrahlung foton kaynakları için 3 boyutlu bir model fantom üzerinde simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Fantom, prostat kanseri tedavisi senaryosunu temel alarak tasarlanmış olup brüt tümör volümü, klinik hedef volüm ve çevresindeki kritik yapılar (mesane, barsaklar, pelvis) detaylı bir geometri ile modellenmiştir. Simülasyonlarda, farklı enerji seviyelerine ait foton akı dağılımları, merkezden sapma oranları, yüzdesel derinlik dozları ve ışın profilleri analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular, enerji arttıkça doz penetrasyonunun derinleştiğini, ancak kritik organlardaki maruziyetin de enerjiye bağlı olarak değiştiğini göstermiştir. Örneğin, 6 MV enerjisinde yüzey dozu daha yüksek gözlemlenirken, 18 MV ile derin dokularda daha homojen doz dağılımı sağlanmıştır. Bununla birlikte, yüksek enerjilerde ikincil elektron kontaminasyonu ve lateral saçılma nedeniyle kritik organlarda beklenmedik doz artışları gözlemlenmiştir. Işın düzlüğü ve simetri analizleri, özellikle simetride 6 ve 10 MV enerjisinin dengeli bir performans sergilediğini ortaya koyarken, PHITS kodunun klinik dozimetri için doğruluk ve esnekliğinin artırılması gerektiğini göstermiştir. Bu çalışma, Monte Carlo yöntemlerinin eksternal radyoterapi planlamasında kritik organ dozlarının optimize edilmesi için kullanışlı bir araç olduğunu vurgulamaktadır. Elde edilen sonuçlar, tedavi protokollerinin kişiselleştirilmesi ve radyasyon kaynaklı yan etkilerin azaltılması açısından klinik uygulamalara önemli katkılar sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Radiotherapy plays a critical role in cancer treatment to provide the balance between targeting tumor tissues and protecting surrounding healthy tissues. In external radiotherapy, especially the use of high-energy Bremsstrahlung photons provides effective penetration into deep tissues, but may lead to undesirable dose accumulation in critical organs. This study aims to precisely determine the dose received by critical organs using the Monte Carlo method. Within the scope of the thesis, simulations were performed on a 3D model phantom for 6, 10 and 18 MV Bremsstrahlung photon sources using the Particle and Heavy Ion Transport Code System software. The phantom was designed based on the prostate cancer treatment scenario, and the gross tumor volume, clinical target volume and surrounding critical structures (bladder, bowels, pelvis) were modeled with a detailed geometry. In the simulations, photon flux distributions, center deviation rates, percentage depth doses and beam profiles of different energy levels were analyzed. The findings showed that dose penetration deepens as energy increases, but exposure in critical organs also varies depending on the energy. For example, while the surface dose is higher at 6 MV energy, a more homogeneous dose distribution is achieved in deep tissues with 18 MV. However, unexpected dose increases were observed in critical organs due to secondary electron contamination and lateral scattering at high energies. Beam flatness and symmetry analyses revealed that 6 and 10 MV energies exhibited balanced performance, especially in symmetry, while the accuracy and flexibility of the PHITS code for clinical dosimetry needed to be improved. This study emphasizes that Monte Carlo methods are a convenient tool for optimizing critical organ doses in external radiotherapy planning. The obtained results provide significant contributions to clinical practices in terms of personalizing treatment protocols and reducing radiation-induced side effects.
Benzer Tezler
- Sol yerleşimli meme kanseri için proton radyoterapisi ile foton radyoterapisinin dozimetrik benzetimler yoluyla karşılaştırılması
Comparison of proton radiotherapy and photon radiotherapy for left placing breast cancer by dosimetric simulations
İNCİ YEŞİLDERE ÖZATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Aydın ÜniversitesiSağlık Fiziği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNAN KUDAY
- Prostat kanseri radyoterapisinde, konformal ve yoğunluk ayarlı radyoterapi tekniklerinin, hedef hacim ve kritik organ dozlarının karşılaştırılması
The comparison of target volume and organ-at-risk doses for conformal and intensity-modulated radiotherapy techniques in prostate cancer radiotherapy
AHMET KARAYEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RECEP TAYGUN GÜRAY
- Radyoterapide kullanılan bolus materyalinin 3D yazıcı kullanılarak hasta anatomisine göre üretilmesi ve dozimetrik olarak değerlendirilmesi
Development of patient specific 3D printed bolus for external beam radiotherapy and it's dosimetric evalution
YÜCEL GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiAcıbadem Mehmet Ali Aydınlar ÜniversitesiRadyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENİS ÖZYAR
- Geniş alan göğüs duvarı ışınlamalarında hedef ve riskli organ hacimlerinin aldığı dozun farklı ışınlama teknikleri açısından karşılaştırılması
Comparison of doses received by the target volume and the organs at risk in wide area chest wall irradiation in terms of different irradiation tecniques
HASAN KADİRCAN ALKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiHarran ÜniversitesiSağlık Fiziği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET BOZKURT
- İnopere serviks kanserli hastalarda 2 boyutlu ve 3 boyutlu brakiterapi tedavi planlamalarının dozimetrik karşılaştırılması
Dosimetric comparison of 2-D and 3-D brachytherapy treatment planning at inoperable cervical cancerous patiences
NAZLI BİLİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiEge ÜniversitesiRadyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP ÖZSARAN