Intra-operatif radyoterapi (ıort) sisteminin dozimetrik karakteristiğinin monte carlo simülasyon (mc) yöntemi ile araştırılması

Abstract

Intraoperatif radyoterapi (IORT), elektron ya da foton ışınları kullanılarak cerrahi prosedür sırasında tümör yatağına doğrudan radyasyon dozu verilmesi işlemidir. Monte Carlo benzetim yöntemi, deterministik hesaplamaların aksine, stokastik bir çözüm sunan ve rastgele üretilen sayılar sayesinde gerçeğe en uygun sonuçlar verebilen bir hesaplama yöntemidir. Radyasyonun doğası ile uyuşan bu yöntem, doz hesaplamalarında Dünya genelinde altın standart olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmanın amacı IORT'nin dozimetrik performansını araştırmak, güvenirliğini doğrulamak ve klinik uygulamalardaki avantajlarını ve dezavantajlarını araştırmaktır. Bu çalışmada Carl Zeiss Meditec AG'den edinilen veriler ve cihaz kılavuzları kullanılarak MCNP5 (Monte Carlo N-Particle Ver.5) simülasyon kodu ile Intrabeam cihazının probunun ve farklı yarıçaplardaki küresel aplikatörlerin modellemesi yapılmıştır. Monte Carlo simülasyonu ile elde edilen sonuçlar, Carl Zeiss Meditec AG tarafından gönderilen iyon odası ile ölçülmüş sistem verileriyle karşılaştırılmıştır. Buna göre, simülasyon ve ölçümler arasındaki fark PDDprobe, PDD5cmAPP, PDD4cmAPP ve PDD3cmAPP için sırasıyla <%4, <%3.2, <%2.1 ve <%1.05 şeklindedir. Monte Carlo simülasyon sonuçları ile sisteme girilmiş dozimetrik datalar karşılaştırıldığında maksimum farkın %5'in altında olduğu görülmüş ve literatür ile uyum sağladığı saptanmıştır.

Intraoperative Radiotherapy (IORT) is the process of directly irradiating the tumor bed during surgery using electron or photon beams. The Monte Carlo simulation method is a computational method, unlike deterministic calculations, provides a stochastic solution and gives the most accurate results using randomly generated numbers. This method, compatible with the nature of the radiation, is accepted as the gold standard in the world at dose calculations. The aim of this study is to investigate the dosimetric performance and reliability of IORT, to analyze its advantages and disadvantages in clinical practice. In this study, probes of the Intrabeam device and spherical applicators of different radii were modelled with MCNP5 (Monte Carlo NParticle Ver.5) simulation code using the data and device manuals obtained from Carl Zeiss Meditec AG. Monte Carlo simulation results were compared with ion chamber measurements. Accordingly, the difference between Monte Carlo simulation results and measurements are less than 4%, 3.2%, 2.1% and 1.05% for PDDprobe, PDD5cmAPP, PDD4cmAPP and PDD3cmAPP, respectively. Monte Carlo simulation results uncertainty was less than 5%. The results of this study are compatible with literature.