Prostat radyoterapisinde organ dozlarının görüntüsel bir vücut modeli kullanılarak Monte Carlo yöntemiyle hesaplanması

Abstract

Radyoterapi uygulamalarında, önceden hastalıklı olarak tanımlanmış bir doku hacmi radyasyon dozuna maruz bırakılırken, aynı esnada hastanın hayati açıdan risk taşıyan diğer organlarının ne kadar doz aldıklarının bilinmesi, radyasyon riskinin analizi açısından büyük önem taşır. Bu tür sağlık fiziği uygulamalarında doz tayini, genel olarak belirli organ ve dokularda biriken doz miktarının ölçülmesiyle yapılır. Ancak tedavi sırasında hasta vücudunun farklı organ ve dokularında birikecek radyasyon dozunun ölçülmesi pratikte zor ya da imkansız olup, genellikle vücut modelleri kullanılarak simülasyon adı verilen bilgisayar ortamında yapılan hesaplamalarla ölçülür. Bu tür simülasyonlarda genelde gerçek insan anatomisi özelliklerine sahip vücut modelleri kullanılarak yardımcı bir bilgisayar programı ile hesaplamalar yapılır. Monte Carlo Yöntemi, genellikle bir olayı veya deneyi çeşitli istatistik teknikler kullanarak sayısal olarak betimlemeye çalışan bir modelleme tekniğidir. Bu çalışmada bir Monte Carlo programı olan MCNP radyasyon taşıma yazılımı kullanılmıştır. MCNP programında simüle edilecek olay için kullanılacak vücut modeli olarak, bir insanın gerçek anatomisine dayanılarak oluşturulmuş VIP-Man tüm vücut modeli kullanılmıştır. Yapılan simülasyonlarda prostat dokusunda oluştuğu kabul edilen tümör hacmi on üç farklı özellikteki demetle ışınlanmış ve her bir demet özelliği için prostat ile çevresindeki riskli organların ışınlama alanına giren kısımları ile tamamı için bırakılan doz miktarları hesaplanmıştır. Ayrıca her bir demet özelliği için hedef organ hacmine bırakılmak istenen dozun hesaplanmasında önemli parametreler olan derin doz yüzdesi ile ışınlama merkezinden uzaklaştıkça çevre dokularda bırakılan doz miktarının değişimini veren yanal doz değerlerinin değişimi incelenmiştir. İncelenen tüm durumlar arasında en yüksek prostat dozunun yüksek enerji, dar demet ve önden ışınlama geometrilerinde oluştuğu gözlenmiştir. Yüksek foton enerjilerinde demet daha girici hale geldiğinden, vücuttaki sığ organların daha düşük dozlar kaydettiği, buna karşılık derin organların yüksek dozlara maruz kaldığı belirlenmiştir. Farklı projeksiyonlar altında yapılan ışınlamalarda bir organın aldığı dozun demete göre konumu ile yakından ilgili olduğu görülmüştür. Demet alanının organ dozlarına etkisi incelendiğinde ise dar demet geometrilerinin daha yüksek doz bırakımına sebep olduğu gözlenmiştir.