ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ GİRİŞİMSEL KARDİYOLOJİ İNCELEMELERİNDE HASTA DOZLARININ FARKLI YÖNTEMLERLE ÖLÇÜMÜ

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ GİRİŞİMSEL KARDİYOLOJİ İNCELEMELERİNDE HASTA DOZLARININ FARKLI YÖNTEMLERLE ÖLÇÜMÜ Ayça ÇAĞLAN FİZİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ANKARA 2006 Her hakkı saklıdır

2 Prof. Dr. Doğan BOR danışmanlığında, Ayça ÇAĞLAN tarafından hazırlanan bu çalışma 14 / 02 / 2006 tarihinde aşağıdaki jüri tarafından Fizik Mühendisliği Anabilim Dalı nda Yüksek Lisans tezi olarak kabul edilmiştir. Başkan : Prof. Dr. Haluk MUTLU İmza : Üye : Prof. Dr. Doğan BOR İmza : Üye : Doç.Dr. Gül Asiye AYÇIK İmza : Yukarıdaki sonucu onaylarım Prof. Dr. Ülkü MEHMETOĞLU Enstitü Müdürü

3 ÖZET Yüksek Lisans Tezi GİRİŞİMSEL KARDİYOLOJİ İNCELEMELERİNDE HASTA DOZLARININ FARKLI YÖNTEMLERLE ÖLÇÜMÜ Ayça ÇAĞLAN Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman : Prof. Dr. Doğan BOR Kardiyoloji incelemeleri doz ölçümü yönünden son derece karmaşıktır. Kullanılan projeksiyon, diğer bir deyişle hastanın ışınlanan bölgesi sürekli değişir; ayrıca hasta yatağının ve görüntü güçlendiricinin hareketleri nedeniyle ışınlama geometrisinin değişimi önemli diğer bir faktördür. Işınlama sürekli (floroskopik) veya birbirini takip eden statik görüntüler şeklinde elde edilir. Bu ışınlamalarda sistemin kvp, ma ve ışınlama süresi hasta kalınlığına bağlı olarak sürekli değişir. Bu çalışmada amaç, kardiyolojik incelemeler sırasında hastanın maruz kaldığı dozu ve bu incelemelerde hasta dozunun belirlenmesi için en etkin yöntemin hangisi olduğunu saptamaktır. Hasta dozu ölçümlerinde farklı teknikler kullanılmıştır. Deterministik etkiler dikkate alındığında cilt dozunun ölçümü gerekir ve bunun için TLD (Termolüminesans Dozimetre) ve Gafkromik film detektörleri kullanılmıştır. Cilt dozu veya DAP (Doz Alan Çarpımı) ölçümleri kullanılarak hesaplanan etkin dozdan yararlanarak Stokastik riskler hesaplanmıştır. İncelemeler 5 farklı sistem ve toplam 325 hasta kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İncelemelerde 10 projeksiyon kullanılmış olup hastanın cilt dozu, M4KDK sisteminin küçük iyon odası, TLD ve gafkromik film kullanılarak ölçülmüştür. Hastanın her bir bölgesinin etkin dozu, GD ve DAP ölçüm değerlerinin, Monte Carlo dönüşüm faktörlerinin kullanıldığı PCXMC programına girilerek elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar literatür değerleri ile karşılaştırılmıştır. 2006, 88 sayfa Anahtar Kelimeler : Radyasyon dozu, doz-alan çarpımı,girişimsel kardiyoloji, termolümünesans dozimetre, giriş dozu, etkin doz, radyokromik film i

4 ABSTRACT Master Thesis PATIENT DOSE MEASUREMENT IN INTERVENTIONAL CARDIOLOGICAL EXAMINATIONS WITH DIFFERENT TECHNIQUES Ayça ÇAĞLAN Ankara University Garduate School of Natural and Applied Sciences Department of Engineering Physics Supervisor : Prof. Dr. Doğan BOR Cardiological examinations are extremely complicated considering dose measurement. Used projection, in other words the exposed area of patient, changes constantly; moreover, the geometrical change in exposure due to the movements of patient-bed and image intensifier is another important factor. Exposure is obtained as continous (floroscopic) or respective static images. In these exposures, kvp, ma and exposure-time of the system changes constinously according to patient thickness. The aim of this study is to determine the exposed dose of patinent during the cardiological examinations and to find out the most efficient way of determining the patient-dose in these examinations. Various techniques have been used in patient-dose mearurements. When the deterministic effects are taken into consideration, the measurement of skin-dose is necessary, and to do this, TLD (Thermoluminecance Dosemeter), and Gafcromic film detectors have been used. Stochastic risks have been calculated using the effective-dose calculations obtained by skin-dose and DAP (Dose Area Product) measurements. Examinations have been carried out using 5 different systems and total of 325 patients. In these examinations 10 projections have been used and the patient skin-dose has been measured using small ion chamber of M4KDK system, TLD and Gafcromic film. The effective dose of each area of the patient has been calculated by entering ED and DAP measurement values to the PCXMC program in which the Monte Carlo conversion factors are used. Obtained results have been compared with the ones in the literature. 2006, 88 pages Key Words : Raditional dose, dose-area product, inteventional cardiology, thermoluminecance dosmeter, entrance dose, effective dose, radiochromic film. ii

5 TEŞEKKÜR Bu çalışmada, bana her konuda yardım eden ve çalışmalarımın her aşamasında önerileriyle destek olan danışmanım Sayın Prof. Dr. Doğan BOR a, katkılarından dolayı Araş.Gör.Türkay TOKLU ya ve Araş.Gör.Turan OLĞAR a, birlikte çalıştığım Elif ÖNAL a, işbirliği ve yardımlarından dolayı Prof.Dr.Çetin EROL a, Prof.Dr.Berkten BERKALP e ve Prof.Dr.Atiye ÇENGEL e, çalışmalarım süresince maddi ve manevi desteğini esirgemeyen aileme, anneannem Meserret TAŞKOMAZ a ve teyzem Nehir ÇİRKİN e teşekkür ederim. Ayça ÇAĞLAN Ankara, Şubat 2006 iii

6 İÇİNDEKİLER ÖZET... i ABSTRACT... ii ÖNSÖZ ve TEŞEKKÜR... iii SİMGELER DİZİNİ... vi ŞEKİLLER DİZİNİ... vii ÇİZELGELER DİZİNİ... viii 1.GİRİŞ KURAMSAL TEMELLER Kalp Damar Anjiyografisi Koroner Anjiyo (CA) Balon işlemi (PTCA,Percutaneus Transluminal Coronary) Stent Aritmi Anjiyografi Sistemi X-ışını jeneratörü ve tüpü Görüntüleme sistemi Anjiyografi sistemlerinde görüntünün eldesi Hasta Dozimetrisi Radyasyonun biyolojik etkileri Organ dozlarının saptanması Etkin Doz Hasta dozu ölçüm yöntemleri Doz-alan çarpımı (DAP, Dose Area Product) Giriş yüzey dozu (GD, Giriş Dozu) Radyokromik film MATERYAL ve YÖNTEM İncelemelerde Kullanılan Anjiyografi Sistemleri Performans testlerinde kullanılan test cihazları Kardiyoloji İncelemelerinin Sınıflandırılması Dozimetri Sistemleri Doz-alan çarpımı (DAP) ölçümleri Cilt dozu ölçümleri Dozimetri Sistemlerinin Kalibrasyonları Diamentor Kalibrasyonu Yatak azalımının belirlenmesi Termolümünesans dozimetre kalibrasyonu Radyokromik film kalibrasyonu Etkin Doz Hesaplamaları Projeksiyonlar Ölçüm Prosedürü ARAŞTIRMA BULGULARI ve TARTIŞMA Sistemlerin Performans Ölçümleri İncelemelere Göre Hasta Dağılımları Ortalama Hasta Dozlarının Farklı İncelemeler ve Sistemler İçin Birbiri ile Karşılaştırılması Tüm Sistem ve İncelemeler için Farklı Projeksiyonlarda Elde Edilen iv

7 Değerlerin karşılaştırılması Dozimetrik Tekniklerin Karşılaştırılması SONUÇ KAYNAKLAR EKLER EK EK EK ÖZGEÇMİŞ v

8 SİMGELER DİZİNİ AP DAP DA GD GCD HK GG HVL kvp LiF LLAT LAO RAO ma mas TLD CA PTCA EPS CCD DSA ICRP GSF MAF ODM OHM OID Ön-Arka Projeksiyon Dose-Alan Çarpımı Sayısal Anjiyografi Giriş Dozu Giriş Cilt Dozu Hava Kerma Görüntü Güçlendirici Yarı Değer Kalınlığı Kilovolt tepe değeri Lityum Florür Sol Yan Projeksiyon Sol Ön Açılı Projeksiyon Sağ Ön Açılı Projeksiyon Miliamper Miliampersaniye Termolüminesans Dozimetre Koroner Anjiyografi Percutaneous Transluminal Koroner Anj. Elektrofizyolojik Çalışma Yük Çiftlenimli Aygıt Sayısal Çıkarma Anjiyografisi International Commission on Radiological Geri Saçılım Faktörü Masa Azalım Faktörü Odak noktası-deri Mesafesi Odak noktası-hava Mesafesi Odak noktası-iyon odası Mesafesi vi

9 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 2.1 Kalp damar sistemi...4 Şekil 2.2 Kateter işlemi...6 Şekil 2.3 Balon işlemi...6 Şekil 2.4 Stent işlemi...7 Şekil 2.5 Ajiyografi sisteminin şematik gösterimi...8 Şekil 2.6 Görüntü güçlendirici... 9 Şekil 2.7 Optik sistem ve video kamera...10 Şekil 2.8 Yüksek dozdaki ışınlamaların bazı sonuçları Şekil 2.9 Hasta doz ölçümünde kullanılan parametreler Şekil 2.10 Doz alan çarpımının şematik gösterimi...17 Şekil 2.11 (a) Radyasyon tarafından iyonizasyon (b) Isıtmayla tuzakların boşaltılması...18 Şekil 2.12 TLD okuma sistemi...19 Şekil 2.13 Işınlanmış radyokromik filmin görüntüsü...20 Şekil 3.1 (a) Daralan damarın görünümü (b) Stent ve,veya PTCA işlemi ile müdahale edilen damarın görünümü...24 Şekil 3.2 Hasta dozu ölçüm düzeneği...25 Şekil 3.3 Ölçüm geometrisi...27 Şekil 3.4 Kardiyolojik incelemeler için seçilen projeksiyonlar...29 Şekil 3.5 DAP ve GD kalibrasyonu deney düzeneği...31 Şekil 3.6 Yatak azalım faktörü ölçümü geometrisi...32 Şekil 3.7 Radyokromik film kalibrasyonu deney düzeneği...34 Şekil 3.8 Kalibrasyon için ışınlanmış radyokromik filmler...35 Şekil 3.9 Radyokromik filmim kalibrasyon eğrisi...35 Şekil 3.10 PCXMC programında oluşturulan farklı açılara ait fantom görüntüleri...36 Şekil 3.11 PCXMC programında X-ışının giriş açısının oluşturulduğu sayfanın görüntüsü...37 Şekil 3.12 X-ışınının her hangi bir projeksiyon için fantomdaki görüntüsü...38 Şekil 3.13 PCXMC programında etkin doz değerini gösteren sayfa...38 Şekil 3.14 Hasta üzerinde açıların ve projeksiyonların gösterimi...40 Şekil 3.15 Hasta dozu ölçüm düzeneği...40 Şekil 3.16 Floroskopi ve radyografi ışınlamalarının bilgisayar kayıt görüntüsü...43 Şekil 4.1 Tüm sistemlerin toplam DAP değerlerinin karşılaştırılması...46 Şekil 4.2 Farklı incelemeler için tüm sistemelrin DAP FL ve DAP DA değerleri...47 Şekil 4.3 Farklı sistemlerin farklı çalışmalardaki floro süreleri...48 Şekil 4.4 Farklı incelemelerin farklı sistemlerde DA sayıları...48 Şekil 4.5 Farklı incelemelerin farklı büyütme modlarına göre DAP dağılımları...50 Şekil 4.6 Farklı incelemelerde kullanılan ortalama kvp değerleri...51 Şekil 4.7 S1 ve S3 sisteminin tüm incelemeler için DAP hsp ve DAP ölç değerlerinin karşılaştırılması...65 Şekil 4.8 DAP- GD HK korelasyon grafikleri...66 Şekil 4.9 GCD TLD - GCD HK korelasyon grafiği...67 vii

10 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 2.1 Deterministik etki sınır değer tablosu Çizelge 2.2 ICRP 60 organ ağırlık faktörleri Çizelge 3.1 Sistemlere ait floroskopik ve radyografik ışınlama seçenekleri Çizelge 3.2 Projeksiyonlara ait açı değerleri Çizelge 4.1 Sistemlere ait ölçüm sonuçları Çizelge 4.2 Hasta sayısının farklı sistemlere ve incelemelere göre dağılımı Çizelge 4.3 PCXMC programında farklı projeksiyonlarda DAP değerlerine göre hesaplanmış etkin doz değerleri...55 Çizelge 4.4 Sistemlerin incelemelere göre DAP yüzdeleri Çizelge 4.5 Her projeksiyon için DAP,HK ve TLD ölçümü ile cilt dozu değerleri, etkin doz değerleri...58 Çizelge 4.6 Tüm sistemlerin inceleme bilgileri...63 Çizelge 5.1 Toplam DAP,floroskopik DAP, radyografik DAP, floroskopi zamanı, radyografik görüntü sayısı ve radyokromik film ile hesaplanan cilt dozu değerlerinin karşılaştırılması Çizelge 5.2 Literatür değerleri ile bu çalışmanın değerlendirilmesi viii

11 1.GİRİŞ Girişimsel kardiyoloji, birçok açık kalp ameliyatının yerini alan yeni bir inceleme olarak günümüzde sıklıkla kullanılmaya başlanmıştır. Klinik üstünlüklerinin yanı sıra, sürekli X-ışını altında uzun süreli incelemeler hasta dozlarını önemli ölçüde arttırmaktadır. Girişimsel kardiyoloji incelemelerinde, cilt dozları bazı incelemelerde deterministik etkilerinin görülebileceği sınırların üzerine çıkabilmektedir. Bu çalışmada, her hasta için cilt ve etkin dozların farklı tekniklerle ölçülmesi amaçlanmıştır. Bu çalışmada dört farklı anjiyografi sisteminde 314 hastada gerçekleştirilen CA (Koroner Anjigografi, Coronary Angiography), balon işlemi (PTCA, Percutaneous Transluminal Coronary Angiography) ve STENT (tel kafes) incelemeleri, ve buna ek olarak bir sistemde 12 hastada gerçekleştirilen RF Ablasyon incelemeleri kullanılmıştır. Tüm sistemlerde kalite kontrol testleri gerçekleştirilmiş, tüp çıkışları tespit edilmiştir. İlgili literatür (Zorzetto et al. 1997, Padovanni et al. 1997, Mooney et al. 2000) incelendiği zaman kardiyolojik incelemelerde hasta doz ölçümü için optimum bir tekniğin belirlenmediği ve ölçümlerin tüm projeksiyonlar için toplam olarak yapıldığı görülür. Bu çalışmanın önemli bir noktası tüm bu ışınlama parametrelerinin ve doz ölçümlerinin toplam çalışma değil, her projeksiyon için ayrı ayrı elde edilmesidir. Böylelikle doz ölçümlerinin çok daha hassas olması sağlanmıştır. Bu yöntem özellikle deterministik etkiler bakımından önem taşımaktadır. Ayrıca farklı dozimetri teknikleri kullanarak optimum dozimetrik yöntemin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bununla beraber farklı sistemlerde aynı incelemeler yapılarak sistemler arası karşılaştırma yapılmıştır. Etkin dozlar, farklı projeksiyonlar için, Diamentor M4KDK sistemi kullanılarak ölçülen doz-alan çarpımı (DAP) ve hasta giriş noktasındaki hava kerma (HK) değerlerinden, PCXMC Monte Carlo yazılımı kullanılması ile belirlenmiştir. Hesaplamalarda, sistemlerin farklılığından kaynaklanan iyon odası kalibrasyon faktörleri, yatak azalımları ve hasta-cilt mesafesindeki farklılıklar dikkate alınmıştır. Cilt dozları, termolüminesans dozimetre (TLD) ve hava kerma ölçümlerinin yanı sıra sınırlı sayıdaki 1

12 hastada (75 hasta) Radyokromik film kullanılarak belirlenmiştir. Radyokromik film, kimyasal bir dozimetre olup (Giles et al. 2002) hasta dozu ölçümünde son derece yeni bir tekniktir ve literatürde henüz bir veri bulunmamaktadır. Dozların yüksek olduğu kardiyak incelemelerinde geniş doz aralıkları (0-15 Gy) ve pratik olmaları nedeni ile ileride rutin kullanıma girmeleri beklenmektedir. Radyokromik filmler soğurulan dozla orantılıbir şekilde renk değiştirme özelliğine sahiptirler. Daha önceden saptanan renkdeğişimi doz kalibrasyon eğrisi kullanılarak hasta incelemelerinde hastaların aldıkları dozlar hesaplanabilir. 2

13 2. KURAMSAL TEMELLER Bu bölümde kardiyoloji alanında kalp damarları üzerinde yapılan incelemeler, bu alanda kullanılan anjiyografi sistemlerinin özellikleri ve radyasyonun hasta üzerindeki etkisi ve bu etkinin belirlenmesinde kullanılan dozimetrik yöntemler hakkında bilgi verilecektir. 2.1 Kalp Damar Anjiyografisi Kalp damar sistemi; kalp, arterler (atardamar), venler (toplardamar) ve kapillerlerden (kılcal damar) oluşur ( Snell 1991) Kalp, göğüs boşluğunun ortasında sternumun (göğüs kemiği) arkasında, göğüs omurlarının önünde ve diaframın (karın zarı) üst tarafında yerleşmiştir. Vücudun canlılık ve işlevlerini sürdürebilmesi için gereksinmesi olan besin maddeleri ve oksijeni taşıyan kanı tüm organ ve dokulara ulaştırmakla görevli, kas yapısında bir pompadır. Bu işlevini, dakikada (ortalama 80), bir saatte 4800 ve bir günde ortalama kez kasılarak sağlar. Ortalama yaşam süresinin 69 yıl (Türkiye için) olduğu dikkate alınırsa, bu kadar yoğun çalışan bir organda bu süre içerisinde çeşitli hastalıklar görülmesi doğaldır. Vücutta normal işlevlerin yürütülebilmesi için bütün hücrelerin sürekli oksijene gereksinimi vardır. Bu sırada ortaya çıkan karbondioksitin de vücuttan atılması gerekir. Kan ve dokular arasındaki oksijen ve karbondioksit değişimi kapiller damarlarda gerçekleşir. İçerisindeki oksijen ve besin maddeleri dokular tarafından kullanılan kan, toplardamarlar aracılığı ile kalbe gelir. Kalp pompa görevi yapan dört boşluktan oluşur. Septum adı verilen bir duvar kalp boşluğunu sağ ve sol olmak üzere ikiye ayırır. Kanın toplandığı ilk bölüm sağ atriyum (kulakçık) olarak isimlendirilir. İnce duvarlı olan sağ atriyumdan kan, triküspit kapak aracılığı ile daha kalın adele yapısına sahip olan sağ ventriküle (karıncık) geçer. Sağ ventrikül bu kanı pulmoner kapak aracılığı ile akciğerlere gönderir ve burada kanın içerisindeki karbondioksit temizlenir, yerine oksijen eklenir. 3

14 Yeniden oksijenlenen kan bu sefer kalbin sol tarafındaki sol atriyuma gelir. Buradan mitral kapak aracılığı ile sol ventriküle ve oradan da aort kapağı aracılığı ile vücudun en büyük atardamarı olan aorta atılarak vücudun her tarafına giden dallar aracılığı ile tüm dokulara ulaşır. Kalbin sağ ve sol tarafı aynı anda kasılır (sistol), aynı anda gevşer (diyastol). Diyastolde kalp boşluklarına dolan kan sistol sırasında akciğerler ve vücuda atılır. Şekil 2.1 Kalp damar sistemi 1. Sağ Koroner 2. Sol Ön İnen Dal 3. Sol Sirkumfleks 4. Superior Vena Kava 5. İnferior Vena Kava 6. Aort 7. Pulmoner Arter 8. Pulmoner Ven 9. Sağ Atriyum 10. Sağ Ventrikül 11. Sol Atriyum 12. İnterventriküler Septum 13. Sol Ventrikül 14. Korda Tendinea 15. Triküspit Kapak 16. Mitral Kapak 17. Pulmoner Kapak Atardamar sisteminde vücuttaki toplam kanın %10'u bulunur. Atardamarların kalpten çıkan başlangıç bölümüne aorta denir. Kalpten uzaklaştıkça damarların çapı küçülerek dokularda kapiller adı verilen ince kılcal yapılar biçiminde sonlanırlar. Aorta ve büyük dalları elastik yapıdadır. Sistol sırasında kalp kanı aorta içine atar, buna bağlı olarak da aort içinde basınç yükselir. Ancak damarın elastik ve esnek yapısı sayesinde basıncın istenmeyen seviyelere çıkması önlenir. Kalbin diyastol döneminde ise kan atımı olmayacağı için aort içindeki basınç düşer ama yine de bir miktar kan bulunur. Böylece sistol sırasında mmhg arasında olan basınç diyastolde mmhg arasında 4

15 seyreder. Her kalp atışında bu durum tekrarlar ve böylece dokulara sürekli kan taşınmış olur. Kanın taşıdığı besin maddeleri, oksijen, çeşitli elektrolit ve hormonlar kapillerlerde dokular tarafından alınır. Bunlar kullanıldıktan sonra ortaya çıkan atıklar ise kana verilir. Kapillerlerden kan venöz sistem aracılığı ile geri döner. Toplardamar sistemi dolaşımdaki kanın %75'ini taşır. Çeşitli atıkları içeren kanı kalbin sağ atriyumuna getiren başlıca iki ana ven vardır. Superior vena kava olarak isimlendirilen ven baş, boyun ve kollardaki kanı, inferior vena kava olarak isimlendirilen ven ise vücudun alt kısımlarındaki kanı kalbe getirir. Venlerin de kalbe yaklaştıkça çapları artar. Fazla miktarda kan taşıdıkları için duvarları arterlerden daha incedir ve daha esnektirler. Bu kadar karmaşık bir yapısı olan ve çok çalışan bir organ sisteminde pek çok hastalığın görülmesi kaçınılmazdır. Kalp ve damar hastalıkları doğumsal olan (konjenital) ve sonradan ortaya çıkan (edinsel) hastalıklar olarak ikiye ayrılır: Doğumsal kalp hastalıklarının sıklığı ortalama olarak 1000 canlı doğumda 8 kadardır ve nüfusa oranlandığında ülkemizde her yıl 'e yakın kalp anomalisi olan bebek doğmaktadır Koroner Anjiyo (CA) Kalp kasını besleyen (koroner) damarlara sürekli X-ışını görüntüsü yardımıyla ince ve esnek bir tüp ile (katater) ulaşılması işlemidir. Elde edilen görüntüde hangi damarın ne kadar tıkandığı tespit edilir ve bu sonuca göre hastaya PTCA, Stent veya Bypass cerrahisi uygulanır. Bu damarların tıkanıklığı veya darlığı kalp krizlerine sebep olmaktadır. 5

16 Şekil 2.2 Kateter işlemi Balon işlemi (PTCA, Percutaneous Transluminal Coronary ) Şekil 2.3 Balon işlemi PTCA ya da halk arasında kullanılan tabiri ile balon yöntemi daralmış koroner atardamarların açılması için kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntemde kasık atardamarından bir kateter yardım ile koroner damarın içine girilir. Daha sonra balonu bulunan kateteri dışarıdan şişirerek daralmış olan koroner atardamar genişletilir. Damar genişletilince balon tekrara söndürülerek dışarı çıkartılır Stent Telden bir kafesin koroner damarın içine yerleştirilerek damarın daha fazla tıkanmasının önlenmesidir. Darlık bulunan damara darlık bölgesine göre kasık 6

17 atardamarı yolu ile hasta uyutulmadan X-ışını altında bu araç yerleştirilir ve daralmış bölge bu sayede genişleyebilir. Şekil 2.4 Stent işlemi Aritmi Kalbin temel işlevi vücudun ihtiyacı olan kanı vücuda pompalamaktır. Kalbin bu pompa fonksiyonunu sürdürebilmesi için belli bir takım çok küçük elektriksel uyarılara ihtiyacı vardır. İşte kalpte oluşan küçük elektriksel uyarıların düzeninin bozulmasına Aritmi denir. Bu uyarıların düzeninin bozulması demek, uyarıların ortaya çıkma hızının yavaşlaması veya hızlanması, normal odaklar dışında başka odaklardan uyarıların ortaya çıkması ya da çıkan uyarıların kalpte yeterince iletilememesi veya normalden farklı iletim yollarından iletilmesi demektir. Kalp atımları arasındaki aralıkların kısalıp uzaması ve atım sayısının anormal ölçüde artmış (taşikardi) veya azalmış (bradikardi) olması halidir. Aritminin tipini ve tedaviye nasıl cevap verdiğini saptamak için Elektrofizyolojik Çalışma (EPS) kullanılır. Elektrofizyolojik Çalışma (EPS); genellikle kasık toplar damarından girilerek, ince ve esnek bir tüp (kateter) yardımıyla sağ kulakçık ve karıncığa ulaşılır. Kalbin elektriksel aktivitesi izlenir. EPS işleminden sonra odak noktasına uygun tedavi metodu seçilir Aritminin tedavisinde bir çok yöntem kullanılır. Bunlardan bir tanesi radyo-frekans (ablasyon) yöntemidir. Bu yöntem, elektrofizyolojik (EPS) araştırma ile aritmiye sebep olan odak bulunabildiği takdirde bu odağın radyo-frekans dalgaları yardımıyla susturulmasına dayanmaktadır 7

18 2.2 Anjiyografi Sistemi Kanın, yumuşak doku ile yaklaşık aynı X-ışını soğurması vermesi nedeniyle damarsal yapının gözlenebilmesi için kana yoğunluğu yüksek bir kontrast madde enjekte edilir. Anjiyografi sistemlerinde damar içerisinde kontrast maddenin ilerleyişi X-ışını görüntüsü ile dinamik olarak gözlenmektedir. Floroskopi uygulamalarında konvansiyonel radyolojideki gibi sadece statik görüntülerin değil, dinamik görüntülerin de izlenebilmesi mümkündür. Monitör X-ışını tüpü Hasta Görüntü Güçlendirici Optik Bölücü Yükselteç Analog/Dijital Dönüştürücü Kamera Bilgisayar Jeneratör Şekil 2.5 Anjiyografi sisteminin şematik gösterimi X-ışını jeneratörü ve tüpü Floroskopik incelemelerde kullanılan X-ışını tüpü ve jeneratörleri, konvansiyonel uygulamalarda kullanılanlardan çok daha yüksek X-ışın verimi sağlarlar ve ısı kapasiteleri daha fazladır. Genelde DC ya da yüksek frekans jeneratörler kullanılır. X- ışın tüp potansiyelleri genelde 40 kvp den başlayarak 125 kvp ye kadar çıkmaktadır. Anot boyutları büyük olup, yüksek ısı kapasitesi ve dönme hızına sahiptirler. Büyük ve küçük odak nokta boyutları genelde, sırasıyla 0,6 mm ve 1,0 mm dir. 8

19 2.2.2 Görüntüleme sistemi Görüntüleme sisteminin ilk parçası görüntü güçlendiricidir (GG). GG nin çalışma prensibi Şekil 2.6. da görülmektedir. GG giriş fosforunda X-ışınları soğurularak ışığa çevrilirler. Işık fotonları fotoelektrik etkileşme ile fotokatotta soğurularak, elektron koparırlar. GG içinde, elektronları çıkış fosforuna odaklamak için bir seri elektrot vardır. Kopan elektronlar, GG çıkış fosforuna doğru hızlandırılarak çarptırılırlar. Çıkış fosforunda elektronlar soğurulur ve ışık fotonları oluşur. Elektrotlar üzerine uygulanan voltaj değiştirilerek, giriş görüntü büyüklüğü veya GG büyütme modu ayarlanabilir. Görüntü Güçlendirici X-Işını Işık Giriş Fosforu Fotokatot Anot Çıkış Fosforu X-Işını Işık Elektronlar Işık Düşük Enerji Yüksek Enerji Yüksek Voltaj Güç Kaynağı Şekil 2.6 Görüntü güçlendirici Bu fotonlar, GG çıkış fosforunun arkasında bulunan bir mercek ile ışık ayırıcı aynaya yönlendirilir. Yarı geçirgen ayna, ışığın bir kısmını sine kameraya yönlendirir. 9

20 Video Kamera Mercek İris (Aperture) Sine Kamera Ayna Kolimatör Mercek Mercek İris (Aperture) Görüntü Güçlendirici Çıkış Fosforu Şekil 2.7 Optik sistem ve video kamera Floroskopik sistemlerde iki tip video kamera kullanılmaktadır. Bunlar; vidicon ve yüke bağlı sistemlerdir (CCD, Yük Çiftlenimli Aygıt). Video kameraya ya da CCD ye doğru yönlenen ışık ise, bir mercek ile video kameraya odaklanır. Video kamera, üzerine düşen ışığı elektronik sinyallere çevirir. Görüntüleme sisteminin son parçası ise, televizyon monitörüdür. Alınan görüntüler monitörde izlenir Anjiyografi sistemlerinde görüntülerin eldesi Anjiyografi sistemlerinde floroskopik ve radyografik olmak üzere iki tip görüntüleme metodu vardır. Floroskopik görüntülemede, hastaya sürekli x-ışını verilerek görüntü monitörden dinamik olarak gözlenir. Hastanın tedavi edilmek istenen ya da görüntülenmek istenen damarına kateterin yerleştirilmesi işlemi floroskopik görüntü ile izlenerek gerçekleştirilir. Bu arada gerektiği zaman az miktarda verilen kontrast madde ile kataterin damardaki hareketi daha iyi bir görüntü ile gerçekleştirilir. Sonuçta kontrast maddenin yani damarsal yapının dinamik görüntüsü sürekli x-ışını altında elde edilmiş olur. 10

21 Radyografik görüntülemede ise, belirli bir süre boyunca çok kısa aralıklarla statik görüntüler alınır. Radyografik görüntüleme esnasında alınan görüntüler, sayısal çıkarma (DSA, Sayısal Çıkarma Anjiyografisi) yapılarak veya yapılmadan (DA, Sayısal Anjiyografi, DA) elde edilebilir. Kateter ile teşhis ya da tedavinin yapılacağı bölgeye ulaşıldıktan sonra, yüksek miktarda kontrast madde (baryum ya da iyot gibi) verilerek bir dizi statik görüntüler elde edilir. Bu statik ya da radyografik görüntüler sinema filmi gibi çok kısa sürelerde alınırlar. Böylelikle ilgili bölgede kontrast maddenin damarsal yapıdaki ilerlemesi yüksek bir ayırma gücü ile izlenir. Anjiografi uygulamaları sadece damar görüntüsünün istendiği çalışmalardır. Kemik ve dokuya ait yapılar kontrast madde içeren damarsal yapıyı çevreleyerek detaylı görüntü alınmasını engeller, bu nedenle damarsal yapının yüksek kontrasttaki görüntüsü bilgisayar tekniği kullanılarak elde edilir. 2.3 Hasta Dozimetrisi Radyasyonun biyolojik etkileri Toplum dozuna radyasyon içerisinde en büyük katkı radyolojik uygulamalardan gelmektedir ve girişimsel kardiyoloji uygulamaları da bir çok kalp rahatsızlığının tedavisinde cerrahi yöntemlerin yerini almıştır. Uzun süreli x-ışını kullanılması hasta ve personelin aldığı radyasyon dozunu göz ardı edilemeyecek seviyelere ulaştırmaktadır. Bu nedenle diagnostik tetkiklerde genel de radyasyonun stokastik etkileri söz konusu olmakla beraber, deterministik etkilerin de dikkate alınmasını gerektirmektedir. Literatürde bu alanda yapılan tedaviler için çok sayıda deri yanıkları belirtilmektedir. Hekimler genelde hastadan ve sistemden saçılan radyasyonun etkisi altında kalırlar. Çok sayıda hastanın incelemesi ve her hastada uzun süreli ışınlamaların yapılması hekimlerde de stokastik etki olasılıklarını arttırmakta, bilhassa gözlerde katarakt ya da opasite ortaya çıkmasına neden olabilmektedir. Şekil 2.8 de hastada yüksek dozlarda meydana gelmiş cilt yanıkları için iki örnek görülmektedir (Gironet 1998), (Wagner 1999). 11

22 (a) Şekil 2.8 Yüksek dozlardaki ışınlamaların bazı sonuçları, a. Gironet, 1998, b. Wagner, 1998 (b) Radyasyonun deterministik etkisinde, radyasyon ışınlaması hücre ölümüne neden olabilir. Gözlenebilen bir etkinin oluşması için belli bir eşik değerinin üzerinde ışınlama yapılmalıdır. Radyasyon dozu eşik değerin altında ise deterministik etki görülmez. Doz şiddeti ile hasar artar. Etkinin en fazla görüldüğü organ cilttir, 2 Sv cilt için eşik değerdir. Bu değerdeki cilt dozu geçici saç dökülmesine neden olabilir. 6 Sv lık doz değerinde cilt hücreleri ciddi oranda zarar görür. 18 Sv da cilt hücreleri tamamen tahrip olur. Gözde katarakt oluşumu için de eşik değer 2 Sv dır. Kemiği görüntülemek için ise, normal cilde göre 4 kat daha fazla X-ışın enerjisi gerekir. Genç insanlarda kemik dozu 30 Sv ı olup aşıldığı takdirde kemik zarar görür (Geise and O Dea 1999). Deterministik etki sınırları, deterministik etkinin tek ve fraksiyonel (veya uzayan) ışınlamalara bağlı olarak sınır değerleri Çizelge 2.1 de verildiği gibidir. Çizelge 2.1 deki U, uygulanamaz demektir. Bunun nedeni ise eşik değerin doz hızına bağlı olmasından kaynaklanmaktadır. Görevi gereği radyasyonla çalışanlar için deterministik etki yıllık doz değeri göz merceği için 150 msv, el, ayak ve cilt için 500 msv dir, halk için bu değerler göz merceği için 15 msv ve cilt için 50 msv dır. 12

23 Çizelge 2.1 Deterministik etki sınır değer tablosu Doku ve Etki Tek bir ışınlamadan alınan toplam doz eşdeğeri(sv) Fraksiyonel veya uzayan ışınlamalarda alınan toplam doz eşdeğeri(sv) Yıllık doz hızı yüksek fraksiyonlu veya uzayan ışınlamalar yıllarca sürerse (Sv y -1 ) Testis Geçici kısırlık 0,15 U 0,4 Sürekli kısırlık 3,5-6,0 U 2,0 Overler Kısırlık 2,5-6,0 6,0 0,2 Lens Opasitesi 0,5-2,0 5,0 0,1 Katarakt 5,0 8,0 0,15 Kemik iliği Kan sistem depresyonu yapıcı 0,5 U 0,4 Radyasyonun stokastik etkisinde, düşük seviyeli radyasyon ışınlamalarının olması durumunda radyasyonun verdiği hasar bir olasılıkla ifade edilir. Hücrenin deformasyonu sonucu belli bir kuluçka süresi sonucu kanser (lösemi için 2-10 yıl, solid tümör için yıl) ve kalıtsal hasarların oluşması ihtimali vardır. Etkinin görülme olasılığı soğurulan doz ile artar. Ancak, etkinin şiddeti soğurulan dozdan bağımsızdır. Stokastik etkide, eşik değer ile ilgili belirli bir bilgi yoktur. Somatik etki, radyasyona maruz kalan kişilerde seneler sonra ortaya çıkacak olan kanser oluşumudur (Bor 1999). Genetik etki, ışınlanan kişilerin over ya da testislerindeki üreme hücrelerinin radyasyondan etkilenmesi sonucu doğuştan hastalıkların oluşmasıdır. Halk için stokastik etki yıllık doz sınırı 1 msv dir. Bu değer beş yılın ortalaması olup herhangi bir yılda bu değer aşılabilir. Görevi gereği radyasyonla çalışanlar için stokastik etki yaşam boyu doz sınırı 1 Sv, yıllık doz sınırı ise 20 msv dir ve bu değer beş yılın ortalaması olup herhangi bir yılda bu değer 50 msv olabilir. Önemli olan bu beş yıllık ortalama değerin geçilmemiş olmasıdır. 13

24 2.3.2 Organ dozlarının saptanması Hastalar için her bir organın aldığı dozun ölçülmesi mümkün değildir. Bu ölçüm, ancak insan vücudu benzeşimi yapılmış fantomlara TLD yerleştirilmesi ile mümkündür. Organ dozlarının hesaplanabilmesi için Monte Carlo yöntemi ile hazırlanan bilgisayar programları kullanılmaktadır Etkin doz Radyasyonla teşhis ve tedavi amaçlı incelemelerde hasta dozlarının bilinmesi ile stokastik riskler saptanabilir. Uluslararası Radyasyondan Korunma Komitesi (International Commision on Radiological Protection - ICRP) bu amaçla etkin doz kavramını tanımlamıştır (ICRP ). ICRP 60 da tüm organlardan, radyasyona duyarlı 12 organ için verilen ağırlık faktörleri (Çizelge 2.2) dikkate alınarak, risk hesabında kullanılacak etkin doz hesaplanır. E = T T (2.1) T Burada W T organ ağırlık faktörü; H T, T organ veya dokusundaki eşdeğer dozdur ve H T WR DTR (2.2) = R bağıntısı ile verilir. Burada W R radyasyon ağırlık faktörüdür ve X-ışını için değeri 1 dir. D TR ise T dokusu veya organındaki soğurulan toplam dozdur. Etkin ve eşdeğer doz birimi Sievert (Sv) dır. Organ dozları belirlenirken, DAP, ED ve TLD den ölçülen doz değerleri ile uygun Monte Carlo tablolarındaki dönüşüm katsayıları çarpılır. Daha sonra etkin doz uygun ağırlık faktörleri kullanılarak bulunur. 14

25 Çizelge 2.2 ICRP 60 organ ağırlık faktörleri (ICRP-60,1999) ORGAN AĞIRLIK FAKTÖRÜ Gonadlar 0,20 Kemik iliği 0,12 Alt sindirim sistemi 0,12 Akciğer 0,12 Mide 0,12 Mesane 0,05 Meme 0,05 Karaciğer 0,05 Özefagus 0,05 Tiroid 0,05 Kemik yüzeyi 0,01 Deri 0,01 Diğer organlar 0,05 Çizelge 2.2 de ifade edilen diğer organlar: adrenal,beyin, kas, pankreas, dalak, küçük bağırsak, timus, büyük bağırsak ve uterus. Bu organlardan bir tanesinin yukarıda verilen organlara göre daha fazla doz alması durumunda bu organa ve diğer organlara 0,025 ağırlık faktörü verilmelidir Hasta dozu ölçüm yöntemleri Girişimsel kardiyoloji incelemelerinde hasta dozu ölçümünde Doz-Alan Çarpımı (DAP, Dose Area Product),Giriş Dozu (GD) ve Film Dozimetre (Radiokromik film, yavaş film) yöntemleri kullanılmaktadır. Şekil 2.9. da hasta dozu ölçümününde kullanılan parametreler gösterilmiştir. 15

26 Organ Dozu Giriş Dozu Film Dozimetre Hava-Kerma Değeri (HK) DAP X-ışın tüpü kvp mas Filtrasyon Şekil 2.9 Hasta doz ölçümünde kullanılan parametreler Doz-alan çarpımı (DAP, Dose Area Product) X ışın tüpünün kolimatörünün önüne yerleştirilen geçirgen tipte bir iyon odası ile x ışın demetine dik düzlemdeki x ışını alanında havada soğurulan dozun ya da hastaya aktarılan enerjinin ölçülmesi mümkündür. Doz alan değeri ise ölçülen doz ve alan çarpımı Gy.cm 2 olarak tanımlanır. X-ışını odak noktasından farklı mesafelerdeki dozalan çarpımları eşit olduğundan iyon odasının yeri önemli değildir (Şekil 2.9). Sistemde dikkat edilmesi gereken nokta x ışını alanının iyon odasının dışına çıkmamasıdır Ters kare kanunundan; D 2 = 1 2 dir. Yukarıdaki örneğe göre 2 0,5 2 D 1 ( R R 2 ) D D 1 = ( 1 ) olur. 16

27 D 2 =1 cgy, A 1 alanı= 100 cm 2, A 2 alanı= 400 cm 2, R 1 = 0.5 m, R 2 = 1 m D 1 dozu = 4 cgy, D 2 dozu = 1 cgy, DAP 1 = 400 cgy.cm 2, DAP 2 = 400 cgy.cm 2 D 1.A 1 = D 2.A 2 olduğundan DAP 1 = DAP 2 ve farklı mesafelerdeki DAP değerleri eşittir. R 1 = 0.5 m A 1 = 100 cm 2 D 1 = 4 cgy Doz-Alan = D 1 A1 = 400 cgy. cm 2 A Doz =D 1 R 2 = 1.0 m A 2 = 400 cm 2 D 2 = 1 cgy Doz-Alan = D 2.A 2 = 400 cgy. cm 2 4 * A Doz = D2 D2 = D1= (R1/R2)2 Şekil 2.10 Doz alan çarpımının şematik gösterimi Giriş yüzey dozu (GD,Giriş Dozu) Giriş yüzey dozu, primer demetin hastaya girdiği noktada ölçülen değerdir ve geri saçılım faktörünü içerir. TLD ile giriş dozu (Giriş Cilt Dozu, GCD) ölçümleri Termolüminesans, kristalde soğurulan enerjinin, kristal ısıtıldığı zaman optik radyasyon şeklinde geri yayınlanmasıdır. TLD olarak kullanılan kristallerden bazıları lityumflorür (LiF), kalsiyumflorür (CaF 2 ), kalsiyumsülfat (CaSO 4 ), alüminyumoksit dir (Al 2 O 3 ). Radyasyon doz ölçümünde en yaygın kullanılan termolüminesans madde ise etkin atom 17

28 numarası dokuya eşdeğer olan LiF dür. Dokunun etkin atom numarası 7,42 iken LiF ün 8,14 dür. TLD ler (Model 100: Harshaw Chemical Solon, Ohio) kullanılmadan önce kullanılacak sistemde ışınlandıktan sonra fırında 400 C ye kadar ısıtılırlar. Bu ısıtma sonucu ise kristalin değerlik bandı ile iletkenlik bandı arasındaki tuzaklarda bulunan elektronlar tuzaklardan boşalırlar. Böylece kullanıma hazır hale gelirler. Kullanıma hazır hale gelen TLD ler kirlenmemeleri için küçük torbacıklara konularak hastada kullanılırlar. TLD nin ışınlanması sonucu, kristalin değerlik bandındaki elektronlar kazandıkları enerji ile yasak enerji bölgesinde tuzaklanırlar. TLD okuyucusu ile TLD ler ısıtılır ve yeterli termal enerjiyi alan tuzaklanmış elektronlar daha düşük enerji seviyelerine dönmeleri halinde ışık fotonu olarak salınırlar (Şekil 2.10). Oluşan bu ışık fotonları, ısıtıcının hemen üzerinde yer alan fotoçoğaltıcı tüpe ulaşırlar ve tüp anodunda bir akım oluşur. Bu akımın şiddeti, soğurulan radyasyon miktarı ile orantılıdır. (a) (b) Şekil 2.11 a. Radyasyon tarafından iyonizasyon, b. Isıtmayla tuzakların boşaltılması TLD okumaları için Model 3500 (Harshaw, Chemical) TLD okuyucusu kullanılır (Şekil 2.11). TLD okuyucusunu kullanılırken, TLD bir tepsiye konularak ısıtılır. TL spektrumu genelde görünür bölgede olmasına rağmen, istenmeyen bazı yayınımlar da ortaya çıkar. Bütün filitreler TLD sinyallerini biraz azaltır. Fotoçoğaltıcı tüp yayılan TLD yi elektrik sinyaline dönüştürür sonra bu elektrik sinyalleri kayıt edilir. 18

29 Şekil 2.12 TLD okuma sistemi Hasta giriş dozunun Hava Kerma dan bulunması Hastanın girişindeki deri dozu havada yapılan noktasal ölçümlerden hesaplanabilir. Hasta üzerinde yapılan ölçümler, hastadan gelen saçılmış fotonlardan etkilenir, yani havada elde edilen sonuçlar geri saçılım faktörüyle (GSF) çarpılmalıdır. Ayrıca hava doz ölçümleri (HK) odak deri uzaklığından (ODM) farklı bir uzaklıkta (OHM) yapılmış ise ölçüm sonuçları, ters kare kanununa göre düzeltilmelidir. Ölçüm sonuçları havada yapılarak elde edildiğinden hasta dokusu üzerindeki değerin bulunması için havadan dokuya geçişin de eklenerek doku ( μ d ) ve hava ( μ h ) için kütle azalım faktörlerinin oranının hesaba katılması gerekir. Bütün bu düzeltmeler hesaba katılırsa hasta cilt giriş dozu (dokuda soğurulan doz ) (GCD) ODM μ GCD = HK x GSF x x OHM μ HK : Hava Kerma (mgy) (ODM / OHM)2 : Ters Kare düzeltme faktörü μd / μh = 1.06 (Doku ve hava kütle azalım katsayıları oranı) bağıntısıyla verilir 2 d h (2.3) 19

30 2.3.5 Radyokromik film Radyokromik filmlerin yapısında doygunluğa ulaşmamış polimetrik hidrokarbon bulunur. Poliasetilen tabanlı bu filmlerde polyester üzerinde monomer yapı denilen küçük moleküller birleşerek polimerleri oluşturur. Polimerleşme için ise radyasyon gerekir. Şekil 2.13 de radyasyona maruz kalmış radyokromik film görülmektedir. Işınlama ile renk değişikliği oluşur. Bu renk değişikliği özel bir sensitometre ile okunur. Şekil 2.13 Işınlanmış radyokromik filmin görüntüsü 20

31 3. MATERYAL ve YÖNTEM 3.1 İncelemelerde Kullanılan Anjiyografi Sistemleri Girişimsel kardiyoloji incelemeleri İbni Sina Hastanesi Kardiyoloji bölümünde bulunan iki sistemde ( GE Advantx LC + DLX ve Siemens Bicor Plus / T.O.P. ), Gazi Üniversitesi Hastanesi Kardiyoloji bölümünde bir sistemde ( GE Advantx LC + DLX ) ve Ankara Üniversitesi Cebeci Kalp Merkezi nde bulunan iki sistemde (Philips İntegris H 3000 ) gerçekleştirilmiştir. Bu sistemlerin bazı özellikleri aşağıda verilmiştir. S1 Philips Integris H 3000 (Ph_1) Kurulum tarihi: 1997 X-ışın jeneratörü: 100 kw yüksek frekans jeneratör, kv (Floroskopi) Güç: 160 kw X-ışın tüpü: Super ROTALIX SRM Odak nokta boyutu (mm): 0,5 / 1,0 (35 / 90 kw) 0.2 mm ek bakır filtre Görüntü güçlendirici: 23, 17, 13 cm Grid 11 / 40 S2 Siemens Bicor Plus / T.O.P. Kurulum tarihi: 2000 X-ışın jeneratörü: Multipuls, kv (Floroskopi) Güç: 1000 ma 100 kv / 100 kw 800 ma 125 kv / 100 kw X-ışın tüpü: Megalix Cat Odak nokta boyutu (mm): 0,4 / 0,8 0.2 mm ek bakır filtre Görüntü güçlendirici: 23, 17, 13 cm 21

32 S3 GE Advantx LC + DLX (GE_1) Kurulum tarihi: 2000 X-ışın jeneratörü: Advantx yüksek frekans jeneratör, kv (Floroskopi) Güç: 1000 ma (100 kv), 800 ma (125 kv), 640 ma (150kV) 30 ma (sürekli ışınlama) X-ışın tüpü: MX Odak nokta boyutu (mm): 0,6 / 1,0 Doğal filtrasyon > 2.5 mmal / 80 kv 0.2 mm ek bakır filtre Görüntü güçlendirici: 23, 17, 13 cm S4 GE Advantx LC + DLX (GE_2) Kurulum tarihi: 2000 X-ışın jeneratörü: Advantx yüksek frekans jeneratör, kv (Floroskopi) Güç: 1000 ma (100 kv), 800 ma (125 kv), 640 ma (15 30 ma (sürekli ışınlama) X-ışın tüpü: MX Odak nokta boyutu (mm): 0,6 / 1,0 Doğal filtrasyon > 2,5 mmal / 80 kv Görüntü güçlendirici: 22, 16, 11 cm S5 Philips Integris H 3000 (Ph_2) Kurulum tarihi: 1996 X-ışın jeneratörü: 100 kw yüksek frekans jeneratör, kv (Floroskopi) Güç: 160 kw X-ışın tüpü: Super ROTALIX SRM Odak nokta boyutu (mm): 0,5 / 1,0 (35 / 90 kw) 0,2 mm ek bakır filtre Görüntü güçlendirici: 23, 17, 13 cm Grid 11 / 40 22

33 Tüm floroskopik sistemlerde radyografik ve floroskopik ışınlamaların farklı modları bulunmaktadır. Çizelge 3.1 de tüm sistemler için bu modlar belirtilmiştir. Sistemlerin kalite kontrol testleri tüm floroskopik ve radyografik modlar için yapılmıştır. Floroskopik modlardan 25 p/s ile saniyede 25 puls hızında x-ışın şiddeti elde edileceği belirtilir. Diğer husus radyografik ışınlama modlarıdır. Radyografik ışınlama modu değiştirilerek, alınan her bir statik görüntü başına doz değiştirilir. Radyografik doz değeri artırıldıkça (örneğin A dan D ye doğru) her görüntü için doz değeri yani görüntünün istatistiksel kalitesi artarken hasta dozu da artış gösterir. Çizelge 3.1 Sistemlere ait floroskopik ve radyografik ışınlama seçenekleri Sistem S1 S2 S3 S4 S5 Floroskopik Radyografik Floroskopik Radyografik Floroskopik Radyografik Floroskopik Radyografik Floroskopik Radyografik Işınlama Seçenekleri Mod 1: Low Continuous Mod 2: Normal Continuous Mod 3: High Pulsed (25p/sn) Doz = A, B, C, D Floro : DPF 0, DFF 12.5, DPF 25 Flroro + : DPF 0, DPF 12.5, DPF 25 P1: 25 fps, 8 sn; P2: 12,5 fps, 8 sn; P3: 25 fps, 8 sn; P4: 50 fps, 8 sn DX (STD, HLC) a) Floro Detail: Low, Normal, High b) Noise Filter: None, Low, Medium, High c) Edge Enhancement: None, Low, Medium, High Konvansiyonel a) Floro Detail: Low, Normal, High b) Edge Enhancement: None, Low, Medium Doz = A, B, C, D DX (STD, HLC) a) Floro Detail: Low, Normal, High b) Noise Filter: None, Low, Medium, High c) Edge Enhancement: None, Low, Medium, High Konvansiyonel a) Floro Detail: Low, Normal, High b) Edge Enhancement: None, Low, Medium Doz = A, B, C, D Mod 1: Low Continuous Mod 2: Normal Pulsed (25p/sn) Mod 3: High Pulsed (25p/sn) 12,5 görüntü/sn, 25 görüntü/sn Performans ölçümlerimde kullanılan test cihazları İyon odaları: Radcal 10X- 6, 6cc; Radcal 10X-60, 60cc KVp ölçme cihazı: Radcal W ( kv) 23

34 İyon odası elektrometresi: Radcal, Model 9010 KVp elektrometresi: Radcal, Model 4082 X-ışın sisteminin floroskopik ve radyografik modda, farklı ışınlama parametrelerinde hasta giriş dozları, görüntü güçlendirici giriş dozları, tüp voltajı (kvp), yarı değer kalınlığı (Half Value Layer, HVL), yüksek ve alçak kontrast ayırma gücü, gri skala, otomatik parlaklık kontrolü ve kontrast-ayrıntı ölçümleri yapılmıştır. Her sistemin hasta giriş dozları 6 cc lik Radcal 10X-6 (MDH-Radcal, Monrovia, CA) iyon odası, görüntü güçlendirici giriş dozları ise 60 cc lik Radcal 10X-60 (MDH-Radcal, Monrovia, CA) iyon odası kullanılarak, IPEM protokollerine göre ölçülmüştür (IPEM Report No: ). Tüplerin yarı kalınlık değerlerinin saptanmasında (Half Value Layer, HVL) yüksek saflıkta alüminyum levhalar kullanılmıştır. 3.2 Kardiyoloji İncelemelerinin Sınıflandırılması Kardiyoloji incelemeleri, sadece teşhis koyma amacı ile yapılan çalışmalar (CA), teşhis konulan problemli damara yanlız PTCA veya Stent uygulaması ile müdahalenin yapıldığı çalışmalar (PT/SI), teşhis ile tedavinin birlikte uygulandığı yada birden fazla damara müdahalenin yapıldığı çalışmalar (CA_PT_SI) ve ritim bozukluklarının düzeltilmesi için yapılan RF ablasyon çalışmaları olarak gruplandırılmıştır. Teşhis ve tedavinin birlikte uygulandığı çalışmalarda uzun floroskopi süresi ve yüksek miktarda radyografik görüntüye ihtiyaç duyulmaktadır. Bu incelemelerde floroskopi süresi dakikayı bulmaktadır. (a) (b) Şekil 3.1 a. Daralan damarın görünümü, b. Stent ve, veya PTCA işlemi ile müdahale edilen damarın görünümü 24

35 3.3 Dozimetri Sistemleri Girişimsel kardiyoloji incelemelerinde farklı dozimetri sistemleri kullanılmıştır. Deterministik etkiler değerlendirilirken cilt dozunun ölçümü gereklidir ve bunun için TLD (Termolüminesans Dozimetre), HK (Hava Kerma) ölçümü ve Radyokromik film teknikleri kullanılmıştır. Cilt dozu veya DAP (Doz Alan Çarpımı) ölçümlerinin PCXMC Monte Carlo yazılımı yardımıyla hesaplanarak etkin doz değerlerinin elde edilmesi ile Stokastik riskler hesaplanmıştır (Geise and O Dea 1999). Şekil 3.2 Hasta dozu ölçüm düzeneği Doz-alan çarpımı ölçümleri: - DAP metre kullanılarak yapılan ölçümler - Film kullanılarak yapılan doz-alan ölçümleri Cilt dozu ölçümleri: - DAP metre kullanılarak yapılan ölçümler - TLD kullanılarak yapılan ölçümler - Radyokromik film kullanılarak yapılan ölçümler 25

36 3.3.1 Doz-alan çarpımı (DAP) ölçümleri DAP metre kullanılarak yapılan ölçümler Doz-alan çarpımı (DAP, Dose-Area Product) ve hasta giriş noktasındaki hava-kerma (HK, Hava-Kerma) değerleri, tüp ağzına yerleştirilen geçirgen tipte iyon odası Diamentor M4KDK (PTW, Freiburg) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İyon odasının merkezindeki noktasal (1,7 cm x 1,7 cm) iyon odası ile hava giriş dozu (HK) ölçümü, 15 cm x 15 cm alanlı iyon odası ile de doz-alan çarpımı (DAP) ölçümü yapılır. Çalışmaların yapıldığı sistemlerin tasarımları farklı olduğu için iki tip DAP metre kullanılmıştır. S1, S4 ve S5 sistemlerinde kullanılan iyon odası kare şeklinde olup hem DAP hem de merkezindeki noktasal iyon odası ile hava kerma (HK) ölçümü gerçekleştirilmiştir. S2 ve S3 sistemlerinin kolimatör açıklığı dairesel olduğu için her geometriye uyan bir DAP metre ile ölçümler yapılmıştır. Ancak bu dairesel DAP metrede HK ölçümünün yapılmasını sağlayan küçük iyon odası yoktur. Bu nedenle sadece DAP ölçümü yapılmıştır. İyon odası tüp ağzına takılıdır ve elektrometreye bağlıdır. Elektrometre aracılığı ile de bilgiler bilgisayara aktarılır. Diamentor sisteminde Diasoft 5.0 (PTW Freiburg) yazılımı kullanılmış olup floroskopik ve radyografik incelemeler ayrı ayrı dosyalara kaydedilmiştir İncelemenin her bir projeksiyonu için floroskopik ışınlama parametreleri (floroskopi modu, kvp, ma, toplam ışınlama süresi, görüntü güçlendiricinin modu) ve radyografik ışınlama parametreleri (kvp, mas, frame sayısı, ışınlama doz modu) eşzamanlı olarak çizelgelere not edilmiştir (Şekil3.3). Bunlara ek olarak ışınlama geometrisi, masa-odak mesafesi v.b. değerler hasta incelemelerinin sürekli gözlemi yapılarak aynı anda kayıt edilmişlerdir. Bu parametrelerden herhangi biri değiştiğinde bilgisayarda da ayrı bir kayıt sayfası yaratılmıştır. Oluşturulan bu grafikler ölçümden sonra değerlendirilmiştir. 26

37 G.G Kaynak-GG Mesafesi Hava Kerma Ölçümleri (HK) İyon Odası-Hasta Mesafesi 1 Kaynak-İyon Odası Mesafesi Kaynak -Yer Mesafesi Masa-Yer Mesafesi Şekil 3.3 Ölçüm geometrisi Film kullanılarak yapılan doz-alan ölçümleri DAP metre yardımıyla direk DAP değerleri elde edilebildiği gibi yavaş radyoterapi filmi (Kodak X-Omat V) yardımıyla da DAP değerleri hesaplanabilmektedir. DAP değerinin bulunabilmesi için her bir sistemin tüm FOV değerlerinde, hasta girişine karşılık gelen X-ışın alan boyutunun belirlenmesi gerekmektedir. Işınlanmış olan radyoterapi filminin alanı ölçülerek M4KDK sistemi ile belirlenen HK değeri çarpılmış ve hesaplanan DAP değeri (DAP hsp ) bulunmuştur (3.1). DAP hsp = HK x FOV (3.1) Cilt dozu ölçümleri DAP metre kullanılarak yapılan ölçümler M4KDK sisteminde DAP ile aynı anda primer demetin üzerindeki bir noktada hava kerma (HK) değerinin de ölçülmesi mümkündür. Fakat S2 ve S3 sistemlerinin 27

38 kolimatör açıklığı farklı olduğudan kullanılan DAP metre ile HK ölçümü yapılamamıştır. İyon odası tüp ağzına takılı olduğundan tüp çıkışındaki doz değerini vermektedir. Hasta giriş yüzey dozunun (GD,giriş dozu) bulunabilmesi için ters kare yöntemi ile düzeltilmesi gerekmektedir. Bu nedenle ölçümler yapılmadan önce elektrometreye, iyon odası-hasta ve iyon odası-odak mesafeleri girilmiştir (Şekil 3.3). Bu veriler ile merkezi ışın üzerinde belirli bir noktada HK değeri sistem tarafından mgy olarak verilmektedir. Çalışma esnasında farklı hasta mesafelerinin kullanılması durumunda, kayıt edilen değerlerde gerekli düzeltmeler yapılmış ve her seferinde hasta girişindeki dozlar saptanmıştır. Buna ek olarak hastadan geri saçılan fotonların etkisi ve havadaki azalım ile dokudaki azalım aynı olmadığı için bu düzeltmeler de eklenmiştir. GCD = HK x GSF x (ODM / OHM) 2 x μd / μh (3.2) HK : Hava Kerma (mgy) GSF : Geri saçılım faktörü = 1,31 (ODM / OHM) 2 : Ters kare düzeltme faktörü μd / μh : Doku ve hava kütle azalım katsayıları = 1,06 TLD kullanılarak yapılan ölçümler Hasta cilt dozlarının belirlenmesi amacıyla HK ölçümlerine bir alternatif olarak TLD ler kullanılmıştır. Çalışmalarda, hasta girişindeki dozun ölçümünde 3,7 x 3,7 x 0,9 mm boyutlarında LiF kristalinden yapılmış TLD-100 dozimetrileri kullanılmıştır. TLD ler, çalışma esnasında hasta cildine kolayca yerleştirilebilir ve görüntüye olumsuz bir etkileri yoktur. Kardiyoloji çalışmalarında ışınlama geometrisi sürekli değişmekte, farklı açılardaki projeksiyonlar sıklıkla kullanılmaktadır. Projeksiyonlar çalışma öncesinde incelemeyi gerçekleştiren hekimlere danışılarak ve literatür ile uygun olacak şekilde belirlenmiştir. X-ışını demetinin hastaya giriş noktasının sürekli değiştirmesi nedeniyle, TLD ler her 28

39 zaman X-ışını demetinin içerisinde kalmamaktadır. Bu problemi bir dereceye kadar gidermek için hastanın bir çok bölgesine TLD yerleştirilmiştir (Şekil 3.4). Doz ölçümleri seçilen on projeksiyona göre yapılmıştır (Şekil 3.4) 10. projeksiyon lateral olduğundan TLD yerleştirilememiş ve dolayısıyla hastanın sırt bölgesindeki dokuz noktada ölçüm yapılmıştır. Her bir bölgeye hastanın her bir inceleme esnasında giriş dozunu belirlemek amacıyla iki adet TLD100 yerleştirilmiştir. Böylece toplamda 18 adet TLD100 her hasta için kullanılmıştır. TLD ölçümü ile elde edilecek olan sonuçlar arasındaki dalgalanmaları azaltmak için kalibrasyon yapılarak belirlenen değerlerden hassasiyetleri ±%5 içinde olan TLD ler çalışma süresince kullanılmıştır. Bu kalibrasyon Kesim 3.4 de ayrıntıları ile açıklanmıştır. Şekil 3.4 Kardiyolojik incelemeler için seçilen projeksiyonlar 29

40 Gafkromik film kullanılarak yapılan ölçümler Kardiyoloji incelemelerinde cilt dozu ölçümleri için radyokromik film kullanılması durumunda x-ışını hastaya sırt bölgesinden girdiği için radyokromik film hastanın kalbine merkezlenecek şekilde, sırtının altına yerleştirilmiştir. Doz ölçümlerinde kullanılan radyokromik filmlerin değerlendirilmeleri renk skalası ve dijital değerlendirme olmak üzere iki şekilde yapılmıştır. Renk skalası değerlerlendirmelerinde, doz değerine karşılık gelen renk değişimine bağlı optik yoğunluk karakteristik eğrisi kullanılmıştır. Doz- renk değişimine bağlı optik yoğunluk karakteristik eğrisi elde edilirken, farklı ışınlama değerlerinde ışınlanmış filmler uygun tarayıcı (Microtek TMA 1600) ile S.Maria della Misericordia Hastanesi (İtalya) ne ait araştırma laboratuvarında okutturulmuştur. Her hastaya ait filmlerdeki renk değişimleri, elde edilen doz-renk karakteristik eğrisi ile karşılaştırılırak istenilen renk değişiminin hangi doz değerine karşılık geldiği bulunmuştur. Sayısal değerlendirmelerde ise her hastaya ait doz dağılımını içeren görüntülerin tarayıcıdan alınan okumaları, bilgisayara yüklenerek her filmin sayısal haritası elde edilmiştir. Daha sonra filmin sayısal haritası excell sayfasına parça parça kaydedilir ve bu sayfa için toplam değer mgy cinsinden hesap edilir. Buna ek olarak ışılama sahalarının ölçümünden DAP değeri bulunur. Böylece her hasta için deterministik etkilerin söz konusunun olup olmadığının saptanmasında kullanılan maksimum cilt dozları belirlenmiştir. Ayrıca çalışmanın başında belirlenen on projeksiyondan dokuz tanesi film üzerinde işaretlenmiştir ve bu bölgelere TLD ler yerleştirilmiştir. Böylece TLD ve gafkromik film ile yapılan ölçümlerin karşılaştırılması mümkün olmuştur. 3.4 Dozimetri Sistemlerinin Kalibrasyonları İncelemelerde ölçüm sonuçlarının doğru bir şekilde elde edilmesi amacıyla bazı kalibrasyonların çalışmadan önce yapılması gerekmektedir. 30