TURKISH JOURNAL OF ONCOLOGY

Summary

AMAÇ
Bu çalışmada, 6, 8, 10, 12, 15 ve 18 MeV elektron enerjileri, Uluslararası Atom Enerjisi Ajansının üç farklı protokolüne göre hesaplandı, soğurulan doz değerleri karşılaştırıldı.

GEREÇ VE YÖNTEM
Soğurulan doz ölçümleri lineer hızlandırıcı cihazda SSD=95 cm'de ve 10 x 10 cm standart kon ile katı su fantomunda 200 MU verilerek yapıldı. Ölçümlerden elde edilen okumalar maksimum derinlikteki ve TRS 398 no'lu protokolün tavsiye ettiği referans derinlikteki soğurulan doz beş farklı silindir ve üç farklı paralel plak iyon odası için hesaplandı. Soğurulan doz değerlerinin üç protokol için oranları bulundu.

BULGULAR
Elektron enerjileri için Marcus iyon odası hariç diğer iyon odaları için TRS 398 ile hesaplanan soğurulan doz TRS 381 ve TRS 277 no'lu protokollerde hesaplanandan daha fazla bulundu. Marcus iyon odası için üç farklı protokole göre hesaplanan soğurulan dozların oranı -%2.04 ile %2.64 arasında değişmektedir. Marcus hariç diğer iyon odaları için 6 MeV enerjisindeki farklılık %0.11 ile %3.38 arasında iken, 8 MeV için %0.33 ile %1.37 arası, 10 MeV için %0.12 ile %1.71 arası, 12 MeV için %1.35 ile %0.23 arası, 15 MeV için %1.69 ile %0.24 arası 18 MeV için %0.22 ile %1.74 arası fazla bulundu.

SONUÇ
Bu verilere göre foton enerjilerinin aksine elektron enerjilerinde fark özellikle düşük enerjili elektronlar için yüksek bulunmuştur. Farklılığın büyük kısmının TRS 277 no'lu protokolde perturbasyon faktörünün “1” kabul edilmesinden dolayı olduğu görülmüştür.

Summary

Introduction

Radyasyon demetinin kalibrasyonu komplike ölçümlere ve pek çok dönüşüm ve düzeltme faktörünün uygulanmasına dayanmaktadır. Bu yüzden kalibrasyon işleminin bütün basamakları belirsizliğe yol açmayacak şekilde belirtilmelidir. Bunun için Uluslararası Atom Enerji Ajansı (UAEA) 1987 yılında kalibrasyon işleminin bütün basamaklarını detaylı bir şekilde anlatan, fiziksel etkileşimler ve düzeltme faktörlerinin sayısal değerlerini veren böylece bizim soğurulan dozu en iyi şekilde tespit etmemizi sağlayan Technical Report Series (TRS) 277 no'lu protokolu[1] geliştirmiştir. Bu protokol soğurulan doz amaçlı kullanılan iyon odalarının hava kerma cinsinden kalibre edilmesi prensibini içermektedir.

Daha sonraki yıllarda paralel plak iyon odalarının elektron demetlerinin (özellikle 10 MeV altı demetlerin) kalibrasyonunda oldukça avantajlı olduğu görülmüştür. Ancak TRS 277 no'lu protokol bu odaların kalibrasyonu ve kullanımı ile ilgili detaylı bilgi vermemektedir bu yüzden 1997 yılında özellikle paralel plak iyon odaları için TRS 381 no'lu yeni bir protokol[2] geliştirilmiştir. Bu protokol paralel plak iyon odaların Co 60 gama enerjisinde hava karma veya suda soğrulmuş doz cinsinden kalibrasyonunu açıklamaktadır. Ayrıca TRS 277 nolu protokoldeki verilerin ve yöntemlerin bir kısmının güncellemesini de içermektedir. Kısaca TRS 381, TRS 277 no'lu protokoldeki paralel plak iyon odaları ile ilgili olan boşluğu doldurmakta ve böylece bu odaların kullanıldığı durumlarda maksimum doğruluğu elde etmeyi sağlamaktadır.

TRS 277'deki belirsizlikler elektronlar için %3.7, yüksek enerjili X-ışınları için %3.2, Co 60 için ise %2.5'dir. Radyoterapi geliştikçe bu belirsizlikler minimuma indirilerek daha büyük bir kesinlikle soğurulan dozu bulmanın yolları araştırılmaya başlanmıştır. Böylece 2000 yılında TRS 398 numaralı protokol[3] geliştirilmiştir.

Bu çalışmada, 6, 8, 10, 12, 15 ve 18 MeV elektron enerjilerinde beş farklı silindir ve üç farklı paralel plak iyon odası için protokollerin tavsiye ettiği referans koşullarda absorbe doz ölçümleri yapılmıştır. Ölçümlerden elde edilen okumalar TRS 277,[1] TRS 381[2] ve TRS 398[3] no'lu protokollere göre değerlendirilerek maksimum derinlikteki soğurulan doz, sekiz farklı iyon odası için hesaplanmıştır. Soğurulan doz değerlerinin üç protokol için oranları bulunmuştur.

Introduction

Methods

Bu çalışmada, elektron enerjilerinin absorbe doz ölçümleri üç paralel plak iyon odası ve beş farklı silindir iyon odası için iki farklı derinlikte yapılmıştır. TRS 277[1] ve TRS 381[2] no'lu protokollerin tavsiye ettiği derinlik olan dMAX ve TRS 398[3] no'lu protokolün tavsiye ettiği derinlik olan dREF = 0.6 R50 – 0.1'de ölçümler yapılmıştır. Ölçümden elde edilen okumalar TRS 277,[1] TRS 381[2] ve TRS 398[3] no'lu protokollere göre değerlendirilmiştir.

TRS 277[1] no'lu protokol için soğurulan doz formülü aşağıda verilmiştir.[4]

MQ: Basınç-sıcaklık ve yeniden birleşme faktörleri ile düzeltilmiş okuma değeri,

ND,HAVA: İkincil standart laboratuvarın göndermiş olduğu kalibrasyon faktörü,

(SW,HAVA)Q: Ölçüm yapılan derinlik (dMAX) ve fantom yüzeyindeki ortalama enerjiye (E₀) bağlı protokollerdeki tablolardan alınan durdurma gücü oranı,

pU: Paralel plak iyon odaları için 1 alınırken, silindir odalar için iyon odasının iç yarıçapına ve ölçüm yapılan derinlikteki ortalama enerjiye (EZ = E0 (1- z\R_p) ) bağlı olarak protokollerdeki tablolardan alınan değer,

hM: Ölçüm ortamı olarak sudan farklı bir ortam kullanıldığında bu ortamın iyon odasının cevabına yaptığı etkiyi düzelten faktör. Çalışmamızda bu etki Su\RW3 faktörü kullanılarak düzeltilmiştir.

Su\ RW3 : Enerjiye bağlı olarak değişen katı su fantomu ile su fantomu değerlerini oranlayan faktör,

P_DIS: Paralel plak odalar için yer değiştirme faktörü kullanılmamaktadır. Silindir odalarda ise efektif noktanın kayma miktarı 0.5 r_KAV'dır. Bu etki %DD ile düzeltilmiştir.

TRS 381[2] no'lu protokol için soğurulan doz formülü TRS 277[1] ile aynıdır. Ancak, bu protokolde artık paralel plak iyon odalarının perturbasyon değerleri “1” kabul edilmemektedir. Protokolde paralel plak iyon odaları için perturbasyon değeri iyon odasının tipine ve ölçüm yapılan derinlikteki ortalama enerjiye EZ bağlı olarak verilmektedir. Yalnız bu protokolde E0 formülü değiştiği için (E₀ = 0.818 + 1.935R₅₀ + 0.040R₅₀²) EZ değeri de değişmektedir. Yine, TRS 381[2] no'lu protokol, silindir iyon odaları için perturbasyon değerini iyon odasının iç yarıçapına ve E_Z'ye bağlı olarak vermektedir.

TRS 398[3] no'lu protokol için soğurulan doz formülü aşağıda verilmiştir.[5]

M_Q: Basınç-sıcaklık, polarite ve yeniden birleşme faktörleri ile düzeltilmiş okuma değeri,

N_D,W,Qo: Paralel plak odalar için çapraz kalibrasyonla bulduğumuz, silindir odalar için ise ikincil standart laboratuvarın göndermiş olduğu kalibrasyon katsayısı,

k_Q,Q0: Demet kalitesi R₅₀'ye ve kullanılan iyon odasının tipine bağlı olarak protokolde verilen değer,

h_m: Ölçüm ortamı olarak sudan farklı bir ortam kullanıldığında bu ortamın iyon odasının cevabına yaptığı etkiyi düzelten faktör. Çalışmamızda bu etki Su\RW3 faktörü kullanılarak düzeltilmiştir.

Su\RW3 : Enerjiye bağlı olarak değişen katı su fantomu ile su fantomu değerlerini oranlayan faktör,

P_DIS: Paralel plak odalar için yerdeğiştirme faktörü kullanılmamaktadır. Silindir odalarda ise efektif noktanın kayma miktarı 0.5 rKAV aşağıdır. Bu etki %DD ile düzeltilmiştir.

Methods

Results

Paralel plak odaların çapraz kalibrasyon sonucu bulunmuş suda soğurulan kalibrasyon faktörleri Tablo 1'de verilmiştir.

Tablo 1: Paralel plak odaların çapraz kalibrasyon sonucu bulunmuş suda soğurulan kalibrasyon faktörleri

Ölçümü etkileyen etki parametrelerinden olan basınç-sıcaklık, polarite ve yeniden birleşme faktörlerinin ölçümü soğurulan doz ölçümlerinden önce yapılmıştır. Buna göre kullanılan silindir iyon odalarının farklı enerjilerdeki polarite değerleri %1 içindedir, paralel plak iyon odalarının polarite etkileri ise %2 içerisindedir. Yeniden birleşme değerleri ise Marcus (a) iyon odası hariç %1 içerisindedir. Marcus (a) iyon odasınınki ise %2 içindedir.

Elektronlar için değerlendirme TRS 277[1] ve TRS 381[2] no'lu protokoller için dMAX'da TRS 398[3] no'lu protokol için de tavsiye edilen derinlik dREF'de yapılmıştır. Farklı elektron enerjilerinin dMAX ve dREF derinlikleri Tablo 2'te verilmiştir.

Tablo 2: Farklı elektron enerjilerinin dMAX ve dREF derinlikleri

Results

Discussion

Elektron enerjilerinde Marcus iyon odası hariç diğer iyon odaları için TRS 398[3] ile hesaplanan soğurulan doz TRS 381[2] ve TRS 277[1] no'lu protokollerde hesaplanandan daha fazla bulunmuştur. Marcus iyon odası için üç farklı protokole göre hesaplanan soğurulan dozlar - %2.04 ile %2.64 arasında değişmektedir. Marcus dışındaki diğer paralel plak iyon odalarında değişimin az olmasının nedeni bu odaların iyi korunmuş olmasıdır. Marcus hariç diğer iyon odaları için 6 MeV enerjisindeki farklılık farklılık %0.11 ile %3.38 arasında iken, 8 MeV için %0.33 ile %1.37 arası, 10 MeV için %0.12 ile %1.71 arası, 12 MeV için %1.35 ile %0.23 arası, 15 MeV için %1.69 ile %0.24 arası 18 MeV için %0.22 ile %1.74 arası fazla bulunmuştur (Tablo 3-10). Sonuçlarımız literatür[4,5] ile uyumludur. Bu verilere göre foton enerjilerinin aksine elektron enerjilerinde protokoller arası absorbe doz farkı özellikle düşük enerjili elektronlar için yüksek bulunmuştur. Farklılığın büyük kısmının TRS 277[1] no'lu protokolde perturbasyon faktörünün “1” kabul edilmesinden dolayı olduğu görülmüştür.

Tablo 3: Marcus (a) iyon odası için TRS 277, TRS 381 ve TRS 398 nolu protokollere göre hesaplanan soğurulan dozların oranı

Tablo 4: Marcus (b) iyon odası için TRS 277, TRS 381 ve TRS 398 nolu protokollere göre hesaplanan soğurulan dozların oranı

Tablo 5: NACP iyon odası için TRS 277, TRS 381 ve TRS 398 nolu protokollere göre hesaplanan soğurulan dozların oranı

Tablo 6: PTW 30001 (a) iyon odası için TRS 277, TRS 381 ve TRS 398 nolu protokollere göre hesaplanan soğurulan dozların oranı

Tablo 7: PTW 30001 (b) iyon odası için TRS 277, TRS 381 ve TRS 398 no’lu protokollere göre hesaplanan soğurulan dozların oranı

Tablo 8: NE 2571 iyon odası için TRS 277, TRS 381 ve TRS 398 nolu protokollere göre hesaplanan soğurulan dozların oranı

Tablo 9: NE 2581 iyon odası için TRS 277, TRS 381 ve TRS 398 nolu protokollere göre hesaplanan soğurulan dozların oranı

Tablo 10: PTW 30002 iyon odası için TRS 277, TRS 381 ve TRS 398 nolu protokollere göre hesaplanan soğurulan dozların oranı

Sonuç olarak, TRS 398[3] no'lu protokolle soğurulan dozun hesaplanması daha çok doğruluk sağlamaktadır.

Discussion