Radyoterapide, medikal lineer hızlandırıcılar ile bor nötron yakalama terapisinin yapılabilirliğinin incelenmesi
Evaluation of the possibility of boron neutron capture therapy with medical linear accelerators in radiotherapy
- Tez No: 444982
- Danışmanlar: PROF. DR. PERİHAN ÜNAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Onkoloji, Nükleer Mühendislik, Physics and Physics Engineering, Oncology, Nuclear Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bor Nötron Yakalama Terapisi (BNCT) kanser tedavisinde, başarılı bir yöntem olarak kabul görmesine karşın mevcut uygulamalar reaktör kaynaklı nötronlarla yapılmaktadır. Çok az sayıda merkezde özel tasarlanmış proton hızlandırıcılarıyla da BNCT yapılmaya başlanmıştır. Ancak reaktör ve proton merkezlerinin sayısının yetersizliği nedeniyle BNCT yaygın olarak rutin hasta tedavisinde kullanılamamaktadır. Günümüzde radyoterapide kullanılan medikal hızlandırıcılar çok yaygın olarak hastanelerde mevcuttur ve kullanım imkanı olursa BNCT tedavisinin rutin tedavi olarak medikal hızlandırıcı bulunan her hastanede yapılabilmesi sağlanabilir. Bu nedenle medikal lineer hızlandırıcılar ile üretilen nötronlarla BNCT yapılabilirliği bu tez kapsamında incelenmiştir. Monte Carlo hesap yöntemini kullanan GEANT4 platformunda modellenen Varian Clinac 2300C/D hızlandırıcı ile simülasyonlar yapılmıştır. Lineer hızlandırıcıda yapılan geliştirmeler ile 24MeV enerjiye sahip elektron demeti 50mA ışın akısına çıkartılarak, hedef ve düzleştirici filtre olmaksızın neredeyse saçılma olmayan dar profilli ışın hüzmesi şeklinde oluşturulmuştur. Bu ışın modeli kullanılarak yapılan simülasyonlar ile uranyum hedef, birinci ve ikinci moderatör, filtre, kolimatörden oluşan spektral kaydırıcı kolon tasarlanmıştır. Böylece BNCT için gerekli tesir kesitine sahip, epitermal nötron akısı en yüksek olacak şekilde optimize edilmiştir. Spektral kaydırıcı kolondan kolime edilen epitermal nötronların fantomda oluşturduğu toplam dozlar GEANT4 DNA (GEANT4 platformunun mikro dozimetri yapabilir versiyonu) kullanılarak hesaplanmıştır. Geliştirilen ışın modu ile lineer hızlandırıcı mevcut modlarından yaklaşık dokuz kat daha hızlı hale getirilmiştir. Optimize edilen spektral kaydırma kolonunda nötron üretimi için 5cm çapında ve 5cm boyunda silindirik uranyum hedef, moderatör olarak 20cm MgF2, 25cm kalınlığında AlF3, gama ve hızlı nötronların filtrelenmesi için 10cm Bizmut filtre ve oluşan nötronların çıkış ağzına yönlendirilmesi için nikel malzeme kullanılmıştır. Moderatör çıkışında epitermal nötron akısı 5,04x108 n.cm-2.s-1, epitermal nötronların ortalama enerjisi 10-3,559 MeV'dir. Ayrıca hızlı nötron epitermal nötron oranı 4,4x10-13 ve gama epitermal nötron oranı 7,03x10-13' dür. Üç santimetre derinlikte 3cm çapında 40 ppm bor konsantrasyonuna sahip tümörde ortalama doz 3,7x10-15 Gy/n olarak bulunmuştur. 25Gy'lik bir fraksiyon 10 dakikanın altında bir sürede yapılabilmektedir. Gerek süre olarak gerek IAEA'nın belirlediği BNCT ışın kriterlerine uyum sağlanmış ve tedavinin yapılabilirliği geliştirilen lineer hızlandırıcı ve kolon ile mümkün görülmektedir.
Özet (Çeviri)
Although, Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) is accepted as successful method in cancer treatment, current methods are based on reactor based neutrons. It has begun to use specially designed proton accelerators for BNCT in very few centers. Because the numbers of reactors and proton based BNCT centers are not enough in numbers, BNCT cannot be widely used for routine patient treatments. Medical linear accelerators used in radiotherapy today is widely available and if there is a possibility, it could be possible to do BNCT treatment in every hospital equipped with medical linac. Thus, in this thesis, possibility of BNCT with neutrons produced by medical linacs has been evaluated. Varian Clinac 2300CD linac has been simulated with GEANT4 platform which uses Monte Carlo method. Minimal scattered narrow profile, pencil beam type new beam mode with energy of 24MeV and current of 50mA without target and flattening filter (foil) has been generated with the modifications made in linac. With the simulations using this new beam mode, spectral shifting column with uranium target, primary and secondary moderators, filter and collimator has been optimized. Total dozes in Phantom calculated with GEANT4 DNA (GEANT4 version capable of micro dosimetry) With the modified beam mode, Linac get about ten times faster than any other mode. Optimized moderator results are uranium target with 5cm diameter and 5cm length, 20cm thick MgF2 as a primary moderator, 25cm thick AlF3 as a secondary moderator, 10cm bismuth as a thermal neutron and gamma filter and a collimator with thin nickel layer. Epithermal neutron flux at collimator exit is 5,048 n.cm-2s-1. Mean energy of epidermal neutrons is 10-3,559 MeV. Fast neutron versus epithermal neutron ratio is 4,4x10-13 ve gamma epithermal neutron ratio is 7,03x10-13. Mean Dose of tumor 3cm diameter and 3cm depth with 40ppm boron concentration is 3,7x10-15 Gy/n. With developed treatment time is under 10 minutes for 25Gy fraction. Both treatment time and beam characteristics specified by IAEA is met. BNCT treatment with medical accelerator is possible with modified beam and designed epithermal column.
Benzer Tezler
- Radyoterapide yüksek enerjili foton kullanılarak yapılan pelvik bölge ışınlamaları içın hedef hacimdeki partikül sayı karşılaştırmaları
Particle number comparisons in target volume for pelvic area radiation irradiation with using high energy photons in radiotherapy
AYŞE BESTE ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
OnkolojiAkdeniz ÜniversitesiRadyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYLİN FİDAN KORCUM ŞAHİN
- Leneer akselatörler, özellikleri ve 10 MV'da lineer akselatörlerde asimetrik ve simetrik kolimatörlerin karşılaştırılması
Başlık çevirisi yok
TAMER OĞUZ GÜRSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TANER BULAT
- Tomoterapi ile tedavilerde hedef dozun farklı dozimetrik sistemler ile incelenmesi
Investigation of the target dose with different dosimetric systems in treatments with tomotheraphy
TAHA ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
OnkolojiAnkara ÜniversitesiMedikal Fizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE GÜNEŞ TANIR
DOÇ. DR. NİYAZİ MERİÇ
- Bir medikal elektron hızlandırıcı cihazının sanal elektron enerjilerinin dozimetrisi.
Virtual electron energies dosimetry of a medical linear accelerator
MURAT OKUTAN
Doktora
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAKİ AKKUŞ
PROF. DR. HATİCE BİLGE
- Yoğunluk ayarlı radyoterapide çok yapraklı kolimatör ve hasta dozimetrisi kalite kontrolü
Quality assurance of multileaf collimator and patient dosimeter in intensity modulated radiation therapy
GÜLNAR TÜLEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiMedikal Fizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHAR DİRİCAN