Kemik ve akciğer heterojen ortamlarında magnezyum ve titanyum katkılı lityum florit (TLD-100) için genel kavite teorisinin belirlenmesi

Bu çalışma, TLD kullanılarak kemik ve akciğer heterojen ortamlarında doz ölçmek için Burlin genel kavite teorisinin kullanımının doğruluğunu araştırmayı amaçlamıştır. Deneysel verilerin ve Monte Carlo simülasyon verilerinin kombinasyonu kullanılarak elde edilen bir düzeltme faktörü kullanılarak TLD ölçüm dozunu kemik ve akciğer gibi heterojen bir ortamdaki ortam dozuna çeviren bir metot geliştirilmiş ve doğrulanmıştır. Radyoloji fiziğinde kemik ve akciğer gibi en yaygın kullanılan iki heterojen ortam içinde Burlin kavite teorisi doğrulandı. Magnezyum ve titanyum katkılı lityum florit termolüminesans dozimetreler (TLD-100) için kemik ve akciğer heterojen ortamları baz alınarak (f)ortam/TLD un teorik hesaplamaları, deneysel analizleri ve Monte Carlo simülasyonları yapılmış ve karşılaştırılmıştır. Deney düzeneği kemik, akciğer ve su fantomunda 6 MV foton demeti ile ışınlanmış üç farklı kalınlıkta (0.015, 0.038 ve 0.089 cm) TLD'leri içermiştir. Monte Carlo simulasyonundan elde edilmiş ve bu çalışmada önerilen (f)su/TLD değerleri TLD deki dozun ortamdaki doza çevirilmesi için deneysel sonuçlara uygulandı. Aynı deneylerin Monte Carlo simülasyonları BEAMnrc yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Burlin genel kavite teorisinin teorik hesaplamaları daha önceki benzer çalışmalarda önerilen 6 farklı etkin kütle zayıflatma katsayısı (β) ve 3 farklı elektronun kavite boyunca ortalama yol uzunluğu (g) gibi parametrelerin 18 kombinasyonu için gerçekleştirilmiştir. Teorik, deneysel ve MC ile elde edilen (f)ortam/TLD değerleri karşılaşırılmıştır. Son olarak, heterojenite düzeltme modelinin doğruluğunu sınamak amacı ile genellikle tedavi planlama sistemi (TPS) süresince kullanılan deneysel düzenek için kemik ve akciğer içerisinde Burlin kavite teorisi ile elde edilen (f)su/medium faktörleri Monte Carlo simülasyonuyla karşılaştırılmıştır. Teorik (f)mortam/TLDfaktörleri hem kemik hem de akciğerde Monte Carlo analizlerin (SD=0.1%) %1'i içerisindeki tekrarlanabilir değerler ile elde edilen 18 durum için hesaplanmıştır. İnce, orta ve kalın TLD'ler için sırasıyla 0.833, 0.837 ve 0.840 cm olarak Monte Carlo ile hesaplatılmış (f)su/TLD faktörleri kemik ve akciğer heterojen ortamlarındaki deneysel TLD okumalarını çevirmek için kullanılmıştır. TLD kalınlığı arttırıldığında (f)ortam/TLD faktörü kemik için kısmen azalırken, akciğer için ise kısmen artmıştır. Fakat sonuçların analizine göre kemik ve akciğer içerisinde TLD kalınlığının artmasıyla (f)ortam/TLD faktöründe istatistik açıdan önemli bulunacak bir değişim gözlenmemiştir. 0.089 cm lik TLD ler kullanılarak kemik ve akciğer için teorik olarak ve MC ile hesaplanmış olan (f) su/medium değerleri arasındaki standart sapma sırasıyla % 0,1 ve % 1,3 olarak hesaplanmıştır. Burlin kavite teorisinin uygulamaları farklı materyaller içerisinde yaygın olarak çalışılmıştır fakat medikal uygulamalarda doz doğruluğu ile ilişkili olan kemik ve akciğer ortamlarında çalışılmamıştır. Bu çalışma kemik gibi yüksek atom numarasına (Z) sahip materyallerdeki doz dönüşümü için MC simülasyonu ile elde edilen (f)_su/medium faktörünü önerir. TLD dozunu ortam dozuna çevirmede kullanılan (f)su/mediumfaktörü deneysel doz ölçümleri ile Monte Carlo hesaplamalarının kombinasyonu kullanılarak hesaplanmıştır. Geliştirilen metotla hesaplatılan f faktörleri teorik ve Monte Carlo sonuçları ile oldukça uyumlu çıkmıştır. Medikal fizik çalışmalarında sıkça karşılaşılan iki heterojen ortam olan: kemik ve akciğer içerisindeki TLD ler için Burlin cavity theorisinin doğru olduğu bulunmuştur.