Proton ve karbon demetlerinin doku eşdeğeri hedeflerle etkileşmesinin incelenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Öğrenci: FATİH EKİNCİ

Danışman: MUSTAFA HİCABİ BÖLÜKDEMİR

Özet:

Radyoterapinin sonuçlarını doğru değerlendirirken en önemli faktörün, hedefteki doz dağılımı olduğu bilinmektedir. Hadron terapide de radyoterapide olduğu gibi doz dağılımı doku eşdeğeri fantomlarla kontrol edilir. Bu durumda doku eşdeğeri hedeflerde veya haricen vücuda yerleştirilmiş biyomalzemelerde yüklü parçacıkların doz dağılımını veren Bragg eğrisinin davranışını bilmek önemlidir. Bu doktora çalışmasında, analitik veya numerik olarak, Bethe eşitliği dâhil dört farklı denklem ve önerilen yeni bir numerik eşitlik yardımıyla su fantomu için proton durdurma gücü ve menzil hesaplanmıştır. Ayrıca, TRIM MC programı kullanılarak suda terapötik enerjilerdeki proton ve karbon için Bragg eğrileri elde edilmiştir. Sonuçlar literatürle karşılaştırılmıştır. Sonra, farklı kalınlıkta kortikal kemik içeren baş plaka fantomu kullanılarak proton ve karbon demetleri için LET, yanal menzil/saçılma ve geri tepme değerleri elde edilmiştir. Ayrıca, proton demeti kullanılarak kranyoplasti uygulaması ile kortikal kemik yerine kullanılabilen yedi biyomalzemenin farklı kalınlıklarında LET, yanal saçılma/menzil ve geri tepme değerleri hesaplanarak kortikal kemik sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Son olarak proton için kortikal kemiğe en yakın sonuçları veren Teflon ve Ti6Al4V kullanılarak elde edilen karbon hesap sonuçları kortikal kemik sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Dozun doğru hesaplanabilmesi için durdurma gücü değerlerinin rastgele seçilmemesi, sadece durdurma gücünün değil, maksimum durdurma gücünün ve menzil değerlerinin de iyi tanımlanması gerektiği görülmüştür. Ağır yüklü iyonların farklı yoğunluklu ortamlardan geçişinde ikinci bir pik oluştuğu ve doğru doz ölçümünde vücut doku katmanlarının özelliklerinin belirleyici olduğu görülmüştür. Hadron terapi uygulamalarında kortikal kemiğe yakın sonuçları veren biyomalzemelerin sırasıyla Teflon, Al2O3,Ti6Al4V, Nital, paslanmaz çelik, Vitalyum ve CoCrNiMo olduğu sonucuna varılmıştır.