Elektrikli Lineer Aktüatörler ile Oluşturulan Yeni Nesil bir Elektromekanik Sistem Aracılığıyla TPR20/10 Doz Ölçümünün Gerçekleştirilmesi ve Standart Değerler ile Karşılaştırılması

Abstract

Bu çalışmada elektrikli lineer aküatör ve arduino programlanabilir kart aracılığıyla elektromekanik bir sistem tasarlanmıştır. Tasarlanan bu düzenek aracılığıyla, hasta tedavisinde kullanılan lineer hızlandırıcı cihazının farklı enerji değerlerinde (6 MV ve 18 MV ) sonuçları alınmıştır ve yapılan ölçümlerin sonuçları, TPR 20/10 ‘un sonuçları ile karşılaştırılarak ölçüm sisteminin daha etkin ve sürekli kullanılmasına olanak sağlanması amaçlanmıştır. Elde edilen sonuçların doğruluğunu kontrol edebilmek için, ölçüm detektörü olan 0.13 cc’lik iyon odası ve dose 1 elektrometre kullanılmıştır. 10 cm ve 20 cm derinlikte her bir enerji için 20 defa bu ölçümler alınmış ve ortalama değer olarak en yakın 5 sonuç tablo haline getirilerek, kıyaslamalar yapılmıştır. Elde edilen değerlerin uluslararası kabul gören 6 MV ve 18 MV foton enerjileri için olan değerler ile karşılaştırılmış ve %2’ lik hata payının altında olduğu belirlenmiştir. Yapılan çalışmanın sonucunda alınan sonuçların, standart kullanılan ölçüm sistemleriyle yakın değerlerde olması, kurulumu basit ve kullanımı kolay olması bu sistemin radyoterapi ünitelerinde günlük, aylık ve yıllık kontrol ölçümlerinde ve klinik uygulamalar için de kullanılabileceği düşüncesini oluşturmuştur.

Keywords

• 6 MV foton enerjisi
• 18 MV foton enerjisi
• Aktüatör
• Lineer hızlandırıcı
• İyon odası
• X ışını

References

1. [1] Thacker S C, Glick S J. (2004). Physics in Medicine and Biology,49(24): 5433-5444
2. [2] YI Y, LAI C J, HAN T et al. (2011). Medical Physics, 38(2): 589-597.
3. [3] Boone J M, Shah N, Nelson T R. (2004). Medical Physics, 31 (2): 226-235.
4. [4] Leitz W, Axelsson B, Szendrö G. (1995). Radiation Protection Dosimetry, 57(1-4): 377-380.
5. [5] Khan FM. (2003). The physics of radiation therapy. 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; p. 3-58.
6. [6] Task Group on the Biological Effects of Space Radiation, Rudiufion Hazards IO Ci-ew of Interpioneluiy Missions: Biologicul Issues urrd Research Struregies, NRC. National Academy Press, Washington. DC.
7. [7] Dahlin, H., Lamm, I.L., Landerrberg, T., Levernes, S., Uls, N., (1983). “User Requirements on CT. Based Computer Dose Planning Sistem İn Radiation Therapy”, Acta Oncol, 22-24 .
8. [8] Richmond N, Brackenridge R. (2014). A comparison of small-field tissue phantom ratio data generation methods for an Elekta Agility 6 MV photon beam. Med Dosim; 39:60-3.

9. [9] Altundağ Ordu, İ. (2008). “Beyin tümörlerinde konformal radyoterapi tedavisi”, Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2.
10. [10] Ding GX, Krauss R. (2013). An empirical formula to obtain tissue-phantom ratios from percentage depth-dose curves for small fields. Phys Med Biol; 58:4781-9.
11. [11] Purdy J A. (1977). Relationship between tissue-phantom ratio and percentage depth dose. Med phys; 4: 66-7.
12. [12] Morón, C., Ferrández, D., Saiz, P., Vega, G., & Díaz, J. P. (2017). New prototype of photovoltaic solar tracker based on arduino. Energies, 10(9), 1298.
13. [13] Davino, D., Giustiniani, A., & Visone, C. (2014). Compensation of magnetostrictive hysteresis by Arduino: Floating versus fixed-point performances. IEEE Transactions on Magnetics, 50(11), 1-4.
14. [14] Latha, N. A., Murthy, B. R., & Kumar, K. B. (2016). Distance sensing with ultrasonic sensor and Arduino. International Journal of Advance Research, Ideas and Innovations in Technology, 2(5), 1-5.
15. [15] Bedford JL, Childs PJ, Nordmark Hansen V et al. (2003). Commissioning and quality assurance of the Pinnacle(3) radiotherapy treatment planning system for external beam photons. Br J Radiol; 76: 163-76
16. [16] Das I J et al. (1996). Characteristics of a dedicated linear accelerator-based stereotactic radiosurgery –radiotherapy unit Radiotherapy, Oncol; 38: 61-8.
17. [17] Rahman M A, M. Jahangir Alam and M. Akhtaruzzaman, (2016). Characteristics analysis of high energy external radiotherapy beams in water. Malays. j. med. biol. Res, 3:1.
18. [18] Bedford JL, Hansen VN, Webb S. (1998). The derivation of tissue-maximum ratio from percentage depth dose requires peak scatter factor to be considered a function of source-to-surface distance. Br J Radiol; 71:876-81.
19. [19] Ceylan C, Kucuk N, Bas Ayata H, Guden M, Engin K. (2010). Dosimetric and physical comparison of IMRT and CyberKnife plans in the treatment of localized prostate cancer. Rep Pract Oncol Radiother;15:181-9.
20. [20] IAEA1. (2000). TRS-398: Absorbed Dose Determination in External Beam Radiotherapy: An International Code of Practice for Dosimetry based on Standards of Absorbed Dose to Water. (P. Andreo, D. T. Burns, K. Hohlfeld, M. S. Huq, T. Kanai, F. Laitano, et al., Eds.) Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency.
21. [21] Huq, M. S., Andreo, P., Song, H. (2001). Comparison of the IAEA TRS-398 and AAPM TG-51 absorbed dose to water protocols in the dosimetry of high-energy photon and electron beams. Physics in Medicine & Biology, 46(11), 2985.
22. [22] Deniz D., Dörter G, Güçlü İ., (2005). Radyasyon Hasarlarının Tanı ve Tedavisi (çeviri) ÇNAEM İstanbul.
23. [23] BJR Supplement 25 Central Axis Depth Dose Data For Use in Radiotherapy: A Survey of Depth Dose and Related Data Measured in Water or Equivalent Media, syf 65-79, July 1996
24. [24] Akpek A. (2019). Development of a heart assist device as a vibrational viscometer that estimates blood viscosity. Journal of the Faculty of Engineering & Architecture of Gazi University, 34 (1), 235-246.
25. [25] Akpek A., (2018). Analysis of biocompatibility characteristics of stereolithography applied three dimensional (3D) bioprinted artifical heart valves, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 33(3), 929-938.
26. [26] Çi̇ftçi̇oğlu, Ç., Koçak, O., Akpek, A. (2015). Remote control of centrifuge and injection systems via MATLAB and ARDUINO. In 2015 Medical Technologies National Conference (TIPTEKNO) (pp. 1-4). IEEE.
27. [27] Akpek, A., Effect of non-uniform temperature field in viscosity measurement. Journal of Visualization, 19(2), 291-299, 2016.
28. [28] Bulut, S., Özçinar, A., Çi̇ftçi̇oğlu, Ç., Akpek, A. (2015). A new algorithm for segmentation and fracture detection in X-ray images. In 2015 Medical Technologies National Conference (TIPTEKNO) (pp. 1-4). IEEE.
29. [29] Akpek, A., Youn, C., Kagawa, T. (2013). Temperature measurement control problem of vibrational viscometers considering heat generation and heat transfer effect of oscillators. In 2013 9th Asian Control Conference (ASCC) (pp. 1-6). IEEE.
30. [30] Koçak, O., Kurtuldu, H., Akpek, A., Koçoğlu, A., Eroğul, O. (2016). A medical waste management model for public private partnership hospitals. In 2016 Medical Technologies National Congress (TIPTEKNO) (pp. 1-4). IEEE.
31. [31] Altinsu, B., Koçak, O., & Akpek, A. (2016). Design and analysis of an autoclave simulation using MATLAB/Simulink. In 2016 Medical Technologies National Congress (TIPTEKNO) (pp. 1-4). IEEE.
32. [32] Akpek, A. Effect of Ambient Temperature Variations on Particle Dimesions in Ultrasonic Nebulizers during Cold Vaporization. Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J, 2(3), 946-950, 2017.
33. [33] Ugar, T., Kogak, O., Akpek, A. (2016). New concept design of an insulin pen for visually impaired or blind diabetius mellitus patients. In 2016 Medical Technologies National Congress (TIPTEKNO) (pp. 1-4). IEEE.