T.C. EGE ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ SİLİKON PROTEZLERİN RADYOTERAPİ DOZ DAĞILIMINA ETKİSİ. Yüksek Lisans Tezi

Transkript

1 T.C. EGE ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ SİLİKON PROTEZLERİN RADYOTERAPİ DOZ DAĞILIMINA ETKİSİ Yüksek Lisans Tezi Radyasyon Onkolojisi Anabilim Dalı Tıbbi Radyofizik Programı Sinan HOCA DANIŞMAN Doç. Dr. Yavuz ANACAK İZMİR 2007

2

3 T.C. EGE ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ SİLİKON PROTEZLERİN RADYOTERAPİ DOZ DAĞILIMINA ETKİSİ Yüksek Lisans Tezi Radyasyon Onkolojisi Anabilim Dalı Tıbbi Radyofizik Programı Sinan HOCA DANIŞMAN Doç. Dr. Yavuz ANACAK İZMİR 2007

4 DEĞERLENDİRME KURULU ÜYELERİ (Adı Soyadı) (İmza) Başkan : Doç. Dr. Yavuz ANACAK (Danışman) Üye Üye Üye Üye : Prof. Dr. Arif ARAS : Doç. Dr. Deniz YALMAN : Doç. Dr. Mustafa TEPE : Dr. Öğr. Gör. Nezahat OLACAK Yüksek Lisans Tezi nin kabul edildiği tarih:

5 ÖNSÖZ Günlük hayatta bilgisayar, elektronik, otomobil sanayii, tekstil, sağlık, inşaat, gıda ve ilgili birçok endüstride çok geniş bir kullanım alanı bulan silikon, estetik ve rekonstruktif cerrahide kullanılan protezlerin de hammaddesidir. Bu çalışmanın amacı silikon protez uygulanmış bir hastanın radyoterapiye ihtiyaç duyması durumunda protezin radyoterapi doz dağılımına etkisini araştırmaktır. Çalışmada fizik konularının yanı sıra tıbbi uygulamalara yönelik bilgiler de verilmiş, çalışmanın hazırlanmasında konuyla ilgili temel kaynaklar ve bilimsel araştırmalardan yararlanılmış ve çalışmanın her aşaması Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Radyasyon Onkolojisi Anabilim Dalı nda gerçekleştirilmiştir. Bu tezin hazırlanmasında, dozimetrik ölçümlerin her aşamasında bilgi ve desteğini esirgemeyen, ilgili bölümlerin yazılmasında büyük özveri ve titizlik gösteren değerli hocalarım Fiz. Müh. İbrahim OLACAK, Doç. Dr. Yavuz ANACAK, Öğr. Gör. Dr. Nezahat OLACAK a ve sevgili arkadaşlarım Emin TAVLAYAN, Murat KÖYLÜ ve Canan ARSLANOĞLU na teşekkür ederim. Kasım 2007, İZMİR Sinan HOCA I

6 İÇİNDEKİLER Sayfa No 1. BÖLÜM-I: GİRİŞ VE AMAÇ BÖLÜM-II: GENEL BİLGİLER Silikon Silikonun Kullanım Alanları Silikonun Tıpta Kullanımı Silikon Elastomerlerin Tıpta Kullanımı Silikon Protezler Ve Kullanım Alanları Lineer Hızlandırıcılar Su Fantomu BÖLÜM-III: GEREÇ VE YÖNTEM Silikon Bloklar Yüksek Enerjili Lineer Hızlandırıcı Su Fantomu Taşıyıcı Düzenek Yüzde Derin Doz Ve Profil Ölçümleri Bilgisayar Planlama Protezlerin Işınlanması II

7 4. BÖLÜM-IV: BULGULAR Su Fantomu Ölçümlerinden Elde Edilen Veriler ve 10 MV Foton Enerjileri İçin 25 Fraksiyonluk Işınlama Sonrası Ölçümlerinden Elde Edilen Veriler Verilerin Analizi BÖLÜM-V: TARTIŞMA BÖLÜM-VI: SONUÇLAR BÖLÜM-VII ÖZET SUMMARY BÖLÜM-VIII YARARLANILAN KAYNAKLAR..56 EKLER III

8 TABLOLAR DİZİNİ Sayfa No 1. Işınlama öncesi, su ve protez için 6 MV % derin doz değerleri ve aradaki farklar Işınlama öncesi, su ve protez için 10 MV % derin doz değerleri ve aradaki farklar Su ve protez için 12 MeV % derin doz değerleri ve aradaki farklar Su ve protez için 15 MeV % derin doz değerleri ve aradaki farklar Işınlama öncesi, su ve protez için 6 MV profil değerleri ve aradaki farklar Işınlama öncesi, su ve protez için 10 MV profil değerleri ve aradaki farklar Su ve protez için 12 MeV profil değerleri ve aradaki farklar Su ve protez için 15 MeV profil değerleri ve aradaki farklar Su ve protez için 6 MV, ışınlama sonrası % derin doz değerleri ve aradaki farklar Su ve protez için 10 MV, ışınlama sonrası % derin doz değerleri ve aradaki farklar Su ve protez için 6 MV, ışınlama sonrası profil değerleri ve aradaki farklar Su ve protez için 10 MV, ışınlama sonrası profil değerleri ve aradaki farklar Işınlama öncesi ve ışınlama sonrası % derin doz verilerinin istatistiksel analiz değerleri Foton enerjileri için ışınlama öncesi ve ışınlama sonrası profil verilerinin istatistiksel analiz değerleri.45 IV

9 RESİMLER DİZİNİ Sayfa No 1. Çalışmada kullanılan yumuşak silikon blok Çalışmada kullanılan yüksek enerjili lineer hızlandırıcı Çalışmada kullanılan su fantomu Çalışmada kullanılan taşıyıcı düzenek Su fantomunda ölçüm düzeneği Taşıyıcı düzenek ve silikon blokların su fantomundaki görünümleri Silikon blokların su fantomunda taşıyıcı düzenek üzerindeki konumları Protezlerin ışınlanması...22 V

10 GRAFİKLER DİZİNİ Sayfa No 1. Işınlama öncesi, su ve protez için 6 MV yüzde derin doz grafiği Işınlama öncesi, su ve protez için 10 MV yüzde derin doz grafiği Su ve protez için 12 MeV yüzde derin doz grafiği Su ve protez için 15 MeV yüzde derin doz grafiği Işınlama öncesi, su ve protez için 6 MV profil grafiği Işınlama öncesi, su ve protez için 10 MV profil grafiği Su ve protez için 12 MeV profil grafiği Su ve protez için 15 MeV profil grafiği Su ve protez için 6 MV, ışınlama sonrası yüzde derin doz grafiği Su ve protez için 10 MV, ışınlama sonrası yüzde derin doz grafiği Su ve protez için 6 MV, ışınlama sonrası profil grafiği Su ve protez için 10 MV, ışınlama sonrası profil grafiği...39 VI

11 ŞEKİLLER DİZİNİ Sayfa No 1. Silikonun yapısı Gantrinin iç yapısı (A: X ışını tedavisi, B: Elektron tedavisi) Su fantomunda profilin ve yüzde derin dozun ölçüm yönleri VII

12 1. GİRİŞ VE AMAÇ Silikon protezler 1960 lı yıllardan itibaren insan vücudunun çeşitli bölgelerine estetik ve rekonstruktif amaçlarla yerleştirilmektedir (19). Çeşitli nedenlerle silikon protez yerleştirilmiş bir hastaya radyoterapi uygulanması gerektiğinde tedavi alanındaki protezin tedaviyi nasıl etkileyeceği büyük önem taşımaktadır. Işınlanacak bölgedeki protez radyasyon dozunun homojen dağılımını etkileyebilir, protezle doku arasındaki yoğunluk farkı nedeniyle dokularda yüksek ya da düşük doz alanlarına yol açabilir. Silikon protezlerin radyoterapi doz dağılımına etkisi başka çalışmalarda değerlendirilmiştir (14, 16, 17, 18, 21). Bu çalışmalarda tek bir ışınlama sonrası dozimetrik ölçümler yapılmıştır; halbuki güncel radyoterapi şemalarında çoğunlukla fraksiyon, 5-6 haftada uygulanır. Bu sürede silikonun yapısında radyasyona bağlı kimyasal ve fiziksel değişiklikler oluşabilir ve bu değişiklikler de radyoterapi doz dağılımını tedavinin ilk günlerine göre daha fazla etkileyebilir. Bu çalışmanın amacı 5 haftalık fraksiyone radyoterapinin silikon protezlerde oluşturduğu değişikliklerin tedavi öncesi ile tedavi sonrası radyoterapi doz dağılımına etkisinin incelenmesidir.

13 2. GENEL BİLGİLER 2.1. Silikon Silisyum ametal karakterli kimyasal bir elementtir. Yıldız ve meteorlarda da çok bulunan silisyum, yerkabuğunun % 27,6 sı gibi büyük bir kısmını meydana getirir ve yeryüzünde oksijenden sonra ikinci en çok bulunan elementtir (5). Doğada serbest olarak bulunmaz fakat hemen hemen bütün kayaçlarda, kum, kil ve topraklarda ya silis (SiO 2 ) halinde veya oksijen ve aliminyum, magnezyum, kalsiyum, demir, sodyum, potasyum gibi başka elementlerle oluşturduğu silikatlar halinde bulunur. Saf silisyum bor, galyum, fosfor ve arsenik ile doyurularak transistör, diyod ve diğer yarı iletkenlerin üretiminde kullanılır. Metalurjide indirgeyici olarak çelik, pirinç ve bronz üretiminde alaşım elemanı olarak kullanılır. Silisyumun fiziksel ve kimyasal özelliği karbona, yapısı da elmasa benzer, bu yüzden çok çeşitli bileşikler verebilir. Bu bileşiklerine silikon adı verilir. Endüstriyel öneme sahip silikonlar silisyum, oksijen, karbon ve hidrojenden sentetik olarak üretilen organosilisyum oksitleridir. Bu bileşiklerde silisyum oksijen köprüleriyle birbirlerine bağlanır. Silikon moleküllerinin çoğunda silisyum atomlarına bağlı metil ya da fenil grupları yer alır. Ayrıca silisyuma halojen, alkil veya aril grupları da bağlanarak halkalı veya zincir yapıda bileşikler meydana gelebilmektedir (2). Silikonların molekül ağırlığı ve yapı bakımından çok çeşitleri vardır. Basit silikonlar ince ve şeffaf sıvılar olduğu halde uzun zincir ve dallanmış yapıdaki

14 silikonlar oldukça ağdalı olurlar. Kısa zincirli ve küçük moleküllü silikonlar kaydırıcı yağlar olarak kullanılır. Daha uzun zincirli olanlar kauçuk özelliğindedir. Silikon kauçuğu kısmen inorganik ve kısmen organik olan sentetik kauçukların önemli bir sınıfına aittir (2, 11). Aşağıdaki şekilde gösterilen tekrar ünitesini içerirler. Bu ünitede ana zincir Si-O biriminden ibarettir ve doğada inorganiktir. Ek grup olan metil grubu (CH 3 ) ise doğada organiktir. CH 3 CH 3 CH 3 O Si Si O Si CH 3 CH 3 n CH 3 Şekil 1. Silikonun yapısı (11). Kauçuk özelliğinde olan silikonlar elektriği yalıtma, kimyasal dayanıklılık ve geniş bir sıcaklık aralığında esnekliğini korumak gibi özellikler bakımından cok önemlidir Silikonun Kullanım Alanları Silikonlar başka polimerlerde bulunmayan fiziksel özellikler kombinasyonuna sahip olduklarından yüksek derecede değerli materyallerdir. Önemli ısı kararlılıkları vardır ve organik materyallerin eritilmesinde veya ayrıştırılmasında kullanılabilir. 3

15 Silikonların çoğu yıpranmaya, güneş ışığına, rutubete, sıcağa, soğuğa ve bazı kimyasal saldırganlara karşı dirençlidir. Bazı silikonlar yapıştırma, bağlanma veya maddeleri birleştirme amaçlı (tutkal gibi) kullanılırlar. Pek çok maddeden farklı eşsiz yüzey özellikleri silikonları diğer maddelerden özellikle farklı kılar. Silikon akışkanlarının düşük yüzey gerilim özelliği aşınma önleyici, yağlayıcı, parlaklık artırıcı olarak kullanılmasına olanak sağlar. Silikon günlük hayatta bilgisayar ve elektronikte, otomobil sanayinde, tekstil ve ev temizlik ürünlerinde, kişisel bakım ve sağlık malzemelerinde, inşaat ve mimari sektöründe kağıt üretiminde, havacılık ve uzay sanayii ile gıda ve ilgili endüstrilerde kullanılır (2) Silikonun Tıpta Kullanımı Silikon tıpta uzun yıllardır giderek artan bir şekilde uygulama alanı bulmuştur. Cerrahinin pek çok dalında silikon değişik formlarda kullanılmaktadır; rekonstruktif ve estetik cerrahi kadar kalp pilleri, penil implantasyonlar, intraoküler lensler bunlar arasında sayılabilir. Enjekte edilebilir sıvı silikon bir dönem sıklıkla kullanılmış ancak enfeksiyon ve akışkan maddeyle ilgili sorunlar yüzünden genel kullanımdan çekilmiş ve elastomerlerin kullanımı düşünülmüştür (8). Elastomerler Kauçuk şeklindeki silikon başlıca iki tipte mevcuttur. Isıtılmış-vulkanize tipi hazırlanan şekillerde burun ve çene protezlerini oluştururlar. Bir kez üretildiğinde şekillerini bozulmadan sürdürme eğilimi gösterirler. Elastomerlerin düşük yüzey gerilim özellikleri sayesinde canlı dokular, hücreler ve kan elemanlarıyla etkileşimleri zayıftır ve C buharla sterilize olabilir. Dolayısıyla cerrahi ve 4

16 medikal alanda implant uygulamaları için uygundur (2). Silikonun tam boyutu için oyulması pütürlü, keskin kenarlar bırakabilir. Şekillendirilmeleri genelde zordur, bu yüzden vücut kontürüne tam adapte olamazlar; kendine özgü hafızası nedeniyle madde başka bir şekle alışamaz ve bu onun orjinal şekline dönmesine neden olabilir. Tüm bu eksikliklere rağmen silikon implantasyonlar hala sıklıkla ve özellikle kontür biçimsizliklerinin düzeltilmesinde kullanılmaktadır (8) Silikon Elastomerlerin Tıpta Kullanımı Kanser cerrrahisi ile eksize edilen maksollifasiyal dokular internal protezler kullanılarak yeniden yapılandırılmaktadır. Maksillofasiyal protezlerde kullanılacak materyaller biyouyumluluk, sertlik, dayanıklılık, hafiflik, fabrikasyon ve doğal görünüm gibi özelliklere sahip olmalıdır (12). Polivinilklorid, sert veya plastisize akrilik reçineler, lateks lastik polyüretan, silfenilen elastomerleri, klorine polietilen ve terpolimer akrilik lateks gibi pek çok malzeme bu amaçla kullanılmıştır (20). Bu materyallerle karşılaştırıldığında silikon elastomerlerin daha iyi özelliklere sahip oldukları görülmektedir. Silikon elastomerleri eksternal protezlerde ilk olarak 1960 yılında Barnhart tarafından kullanılmıştır (19). Bu elastomerler günümüzde maksillofasiyal protezlerin (yüz protezleri, fleksibl obturatörler, implantlar, kombine orafasiyal prostetik aygıtlar) yapımında en çok tercih edilen materyallerdir. İdeal fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklere sahip olması için materyal deri, oral ve burun mukozası dokularıyla uyumlu olmalı ve irritasyona sebebiyet vermemeli, enflamatuar veya yabancı cisim reaksiyonuna yol açmamalı ve nonkarsinojen olmalıdır (20). 5

17 Silikon elastomerleri biyolojik inertlikleri, teknik yapım kolaylıkları ve viskoelastik özellikleri ve hasta memnuniyeti sağlamaları sayesinde klinik uygulamalarda tercih edilmektedir Silikon Protezler Ve Kullanım Alanları Silikon protez endüstrisinde ihtiyaca göre birçok protez üretilmiştir. Bunlar doktor ve hastanın talebine göre vücudun çeşitli bölgelerinde farklı amaçlar için kullanılırlar. Aşağıda günümüzde üretilen ve kullanılan protez çeşitleri ve kullanım alanları belirtilmiştir (6). 1. Yüksek koheziv jel meme implantları, jel doldurulmuş yapılı meme implantları, jel dolu pürüzsüz meme implantları: Kozmetik büyütme ameliyatlarında, medikal ve kozmetik nedenlerden dolayı kontür düzensizliklerini gidermede, mastektomi sonrası memenin yeniden oluşturulmasında anatomik şekle göre kullanılır. 2. Doku genişletme aygıtları: Deri defektleri, doku kusur ve noksanlıklarının giderilmesinde, subkutanöz mastektomi sonrası meme yapımında ve diğer uygun mastektomi prosedürleri veya travmalarda, göğüs duvarı anormalliklerini gidermede kullanılır. 3. Silikon jel ürünleri: Keloid, hipertrofik yaraların ve ilgili eritemlerin giderilmesinde kullanılır. 4. Oval tendon boşluk gidericiler ve silikon çubuklar: Elin fleksör ve ekstensör tendonlarının yeniden yapılandırılmasında kullanılır. 5. Silikon yontulabilir bloklar ve silikon tabakalar: Medikal sınıf silikon elastomerden üretilir ve değişik konveks oval veya yuvarlak şekilde kalıplanır. 6

18 Plastik ve rekonstruktif cerrahi uygulamalarında kemik uzantılarının ve kıkırdak dokunun yerine, kozmetik büyütme, travmaları takip eden yeniden yapılandırılma durumlarında, konjenital bozuklukların düzeltilmesinde ve geliştirilmesinde keskin neşter yardımıyla yontularak kullanılır. Birbirlerine veya polyester ve diğer sentetik maddelere yapıştırılarak da kullanılabilir. 6. Katı silikon yüz implantları: Kozmetik büyütme, travma sonrası yeniden şekillendirme, konjenital bozuklukların düzeltilmesi veya geliştirilmesinde kullanılır. 7. Pürüzsüz silikon elastomer otoplasti implantları: Kısmi veya tam kulak yapımında kullanılır. 8. Baldır implantları: Baldırın kozmetik büyütme ameliyatlarında, konjenital düzensizliklerin düzeltilmesinde, baldırın travma sonrası yeniden yapılandırılmasında, nörolojik hastalıkların takibinde kullanılır. 9. Testis implantları: Tek veya iki taraflı konjenital testis yokluğunda, hastalık sonrası testislerin cerrahi alımında, travma veya diğer anormalliklerde, fizyolojik olarak uygun hastalarda kullanılır Lineer Hızlandırıcılar Lineer hızlandırıcılar elektronlar gibi yüklü partikülleri lineer bir tüp boyunca yüksek enerjilere hızlandırmak için yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalardan yararlanan cihazlardır. Yüksek enerjili elektron tek başına yüzeyel tümörlerin tedavisinde kullanılabildiği gibi, bir hedefe çarptırılarak x ışını oluşturulmasıyla derin yerleşimli tümörlerin tedavisinde de kullanılabilmektedir. 7

19 Radyoterapide kullanılan lineer hızlandırıcı frekansı mikrodalga bölgesinde olan hareketli veya sabit elektromanyetik dalgalar yardımıyla elektronları hızlandırır (~3000 megacycles/sec). Şekil 2. Gantrinin iç yapısı (A: X ışını tedavisi, B: Elektron tedavisi). (4) Yukarıdaki şekilde medikal lineer hızlandırıcının temel bileşenleri ve yardımcı sistemleri görülmektedir. Bir güç kaynağı sinyal oluşturma şebekesini ve hydrogen thyratron denilen tüpü içeren modülatöre doğru akımı sağlar. Sinyaller magnetron a, klystron a ve aynı zamanda elektron tabancasına dağıtılır. Magnetronda ve klystronda üretilen sinyal mikrodalgalar hızlandırıcının tüpüne enjekte edilirler. Yüksek vakum kullanan mekanizmalarla ilk başta 50 kev enerjiyle hızlandırıcının 8

20 içine enjekte edilen elektronlar mikrodalgaların elektromanyetik alanlarıyla etkileşirler. Elektronlar hızlandırma süreciyle sinüzoidal elektrik alandan enerji kazanırlar. Yüksek enerjili elektronlar yaklaşık 3 mm çaplı kalem ışın şeklinde hızlandırıcının çıkış penceresinden dışarı çıkarlar. Elektronların ayrıca bir hedefe çarptırılmasıyla da x ışınları oluşturulabilir. Bu aşamada hedef ve hızlandırıcının yapısı arasında uygun açılarla (genellikle 90 0 veya ) elektronları bükmek için bükücü mıknatıslar, odaklayıcı bobinler ve daha başka parçalar kullanılır. İstenilen ışının oluşturulması ve dışarıya ulaştırılması aşamasında magnetron, klystron, tedavi başlığı, hedef düzleştirici filtre, ışın kolimasyonu ve denetimini sağlayan bölümler önem arz etmektedir. Işının en son dışarıya çıktığı kısım olan gantri lineer hızlandırıcıların radyasyon kaynağını yatay bir eksende döndürme avantajını sağlayan parçasıdır. Gantri dönerken kolimatör ekseni ışın merkezi ekseniyle uyuşacak şekilde dikey eksende hareket eder. Kolimatör ekseniyle gantri ekseninin kesişim noktası eşmerkez olarak adlandırılır ve tedavi için çok önemli bir anlam ifade eder (4) Su Fantomu Temel doz dağılımları genellikle kas ve yumuşak doku yoğunluğuna çok yakın yoğunlukta olduğu için suda ölçülür. Ölçüm için su ortamının seçilmesinin diğer bir nedeni de tekrarlanabilir ölçüm özelliğinin olmasıdır. Su fantomu üç boyutlu doz analizi için sağlam ve güvenilir bir dozimetri sistemidir. Su fantomu seti büyük bir tank (genellikle 50x50x50 cm), dedektörler, su rezervuarı ve taşıma masasından oluşmaktadır. 9

21 Dedektörlerin pozisyonları ve hareketleri bilgisayar sistemi tarafından kontrol edilir, sistemden verilen komutlara göre istenilen alanda üç boyutlu olarak dozu tarama olanağı sağlarlar. Dedektörler foton ve elektron ölçümleri için ayrı ayrı üretilirler. Bunlarla eş zamanlı olarak da referans dedektör kullanılır. Su rezervuarının iki yönelimli pompası sayesinde su fantomu kullanılacağı zaman su ile doldurulur ve kullanımdan sonra da boşaltılır. Taşıma masası yardımıyla da su fantomu istenilen yüksekliğe kolaylıkla ayarlanabilmektedir (7). 10

22 3. GEREÇ VE YÖNTEM Bu çalışma Aralık 2006-Ekim 2007 tarihleri arasında Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastanesi Radyasyon Onkolojisi Anabilim Dalı nda gerçekleştirilmiştir Silikon Bloklar Çalışma yumuşak silikon bloklar (Nagor soft silicone carving blocks, Nagor Ltd-İngiltere) kullanılarak yapılmıştır. Bloklar % 100 oranında silikon elastomerden imal edilmiştir. Sertlikleri Shore A Durometer pr EN test prosedürüne göre 10 dur ve yaklaşık olarak 0,917 gr/cm 3 yoğunluktadırlar. Bloklar standart olarak 120x70x17 mm boyutlarında üretilmekte, operasyon sırasında cerrah tarafından traşlanmak suretiyle istenen boyut ve şekil verilmektedir. Bu çalışmada bloklar traşlanmadan, özgün boyut ve şekliyle kullanılmıştır.

23 Resim 1. Çalışmada kullanılan yumuşak silikon blok (120x70x17 mm) 3.2. Yüksek Enerjili Lineer Hızlandırıcı Çalışmada Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastanesi Radyasyon Onkolojisi Anabilim Dalı nda bulunan Elekta marka, Precise model yüksek enerjili lineer hızlandırıcı kullanılmıştır (Resim 2). 12

24 Resim 2. Çalışmada kullanılan yüksek enerjili lineer hızlandırıcı Cihazda MV luk foton ve MeV luk elektron enerjileri mevcuttur. Lineer hızlandırıcı kullanılacak enerjiler için protezler ışınlanmadan önce kalibre edilmiş ve ayarlanmıştır Su Fantomu Çalışmada Scanditronix Wellhöfer RFA 300 marka otomatik su fantomu kullanılmıştır (Resim 3). Bu su fantomu iki veya üç boyutlu doz tayininde kullanılan güvenilir bir dozimetre aygıtıdır. Su fantomu ölçülecek radyasyonun cinsine göre dedektör ve referans dedektörüyle birlikte kullanılır. Dedektörlerle elde edilen doz elektriksel sinyallere dönüştürülerek bağlantı kablolarıyla cihazın bilgisayarına iletilir. Bilgisayardaki Omni-Pro I mrt programı yardımıyla dozun mesafeye ve derinliğe bağımlı grafikleri elde edilir. Programın ayrıca ölçülen değerleri sayısal 13

25 olarak gösterebilme özelliği de vardır. Ölçülen derinlik aralığında her derinliğe karşılık doz değerleri elde edilebilmektedir. A B Resim 3. Çalışmada kullanılan su fantomu (A: Su tankı, B: Taşıma masası) 14

26 Lineer Hızlandırıcının Foküsü Silikon protez su Şekil 3. Su fantomunda profilin ve yüzde derin dozun ölçüm yönleri ( Dedektörün hareket yönü ) 3.4. Taşıyıcı Düzenek Taşıyıcı düzenek protezlerin su fantomu içerisinde istenilen seviyede sabitlenmesi amacıyla hazırlanmıştır (Resim 4). Yoğunluğu 0,947 olan pleksiglas levhalardan 57x9x1 cm boyutlarında iki adet levha kesilmiştir. Bunlara üçer adet delik delinmiş ve yine aynı maddeden yapılmış 34x33 cm boyutlarında iki adet taşıyıcı ayak üzerine plastik vidalar yardımıyla vidalanmıştır. Böylece levhaların su 15

27 içerisindeki hareketi engellenmiştir. Protezler bu düzenek üzerine lineer hızlandırıcının alan merkezi doğrultusunda yerleştirilmiş ve protezlerin üst yüzeyi su ile örtüşecek şekilde su fantomu suyla doldurulmuştur. Resim 4. Taşıyıcı Düzenek 3.5. Yüzde Derin Doz Ve Profil Ölçümleri Yüzde derin doz; tanımlanan kaynak cilt mesafesinde (SSD) radyasyon alanının merkezi ekseni boyunca suda veya suya eşdeğer bir ortamda ölçülen dozların en yüksek doz değerine oranı olarak tanımlanır ve bu en yüksek doz değerine normalize edilir. Yüzde derin doz her bir cihaz, enerji ve SSD için alan ve 16

28 derinliğe bağlı olarak belirlenir. Enerjinin ve SSD nin artması, alanında büyümesi ile yüzde derin doz artar. Yüzde derin doz eğrisi rölatif olarak radyasyon hüzmesinin merkezi ekseni boyunca doz değişimini gösterir (9). Radyasyonun iki boyutlu olarak meydana getirdiği doz dağılımı tek başına merkezi eksen derin doz dağılımı ile tanımlanamaz, ayrıca doz profil eğrileri de gereklidir. Doz profilleri su fantomunda değişik derinliklerde ışının her iki ekseni boyunca alanın taranmasıyla elde edilir. Böylece alanın homojenitesini tanımlayan simetri ve düzlük belirlenir MV foton ve MeV elektron enerjileri için yüzde derin doz ve profil ölçümlerini gerçekleştirmek amacıyla su fantomu kurulmuştur. Su fantomunun merkezi ekseni lineer hızlandırıcının alan eşmerkezi ile çakışacak şekilde ayarlanmış ve fantomun sarsılmasını engellemek için tekerlekleri kilitlenmiştir. Su fantomu çift yönelimli pompası yardımıyla istenilen seviyeye kadar su ile doldurulmuştur. Daha sonra fantomun içine taşıyıcı düzenek yerleştirilmiş ve vidaları sıkılarak sabitlenmiştir. Su seviyesi üzerinde SSD (kaynak-su seviyesi mesafesi) 100 cm olacak şekilde yükseklik ayarı yapılmıştır. Lineer hızlandırıcının ışık alanı silikon bloğu tam kapsayacak şekilde 12x7 cm olarak açılmıştır. Alan dedektörü ve referans dedektör yerlerine yerleştirilmiş ve uygun pozisyonlarında sabitlenmiştir. 17

29 A B Resim 5. Su Fantomunda Ölçüm Düzeneği (A: Lineer Hızlandırıcı, B: Su Fantomu) 18

30 Dedektörlerin bağlantıları yapılmış ve ölçüm bilgisayarı hazır hale getirilmiştir. Öncelikle 6 MV foton ışını için referans ölçümü (protez yerleştirilmeden) derin doz ve profil ölçümü yapılmıştır. Daha sonra taşıyıcı düzenek üzerine üst üste iki adet protez (toplam kalınlık 3,4 cm) cihazın ışık alanı doğrultusunda protezlerin orta noktası ile cihazın izomerkezi çakışacak şekilde yerleştirilmiş ve su seviyesi protezlerin üst yüzeyi ile örtüşecek şekilde ayarlanarak tekrar SSD 100 cm de yüzde derin doz ve profil ölçümleri alınmıştır. Aynı işlemler sırasıyla 10 MV foton ile MeV enerjili elektronlar için de (elektron aplikatörü kullanılarak) tekrarlanmış ve böylece protezlerin ışınlanmasından önceki su fantomu ölçümleri tamamlanmış, dozimetrik veriler elde edilmiştir. Elektron Aplikatörü Silikon bloklar Taşıyıcı düzenek Resim 6. Taşıyıcı Düzenek ve Silikon Blokların Su Fantomundaki Görünümleri 19

31 Taşıyıcı Düzenek Işın Düzlemi Silikon bloklar Resim 7. Silikon blokların su fantomunda taşıyıcı düzenek üzerindeki konumları 3.6. Bilgisayar Planlama Elekta Precise 2.11 versiyonlu bilgisayar planlamada 12,5x7,5 alanda; 6 MV ve 10 MV foton ışınları için 2,5 cm derinlikte doz 2 Gy olacak şekilde normalizasyon yapılmış ve sırasıyla 6 MV için 207 MU, 10 MV için 203 MU süreler elde edilmiştir. Bu süreler 25 fraksiyonluk ışınlama periyodu için kullanılmıştır Protezlerin Işınlanması 6 MV ve 10 MV foton enerjileri için dört adet protez ikişerli gruplar halinde birbirleri üzerine yerleştirilerek uygun derinlikte bir kap içerisine ayrı ayrı konulmuştur. Tedavi masası üzerine yoğunluğu 1 olan beş adet RW3 (katı su fantomu) geri saçılmaları önlemek amacıyla yerleştirilmiştir. Bunların üzerine de 20

32 daha önce hazırlanan kap konulmuş ve protezlerin üst yüzeyi su ile örtüşene kadar su ile doldurulmuştur. Lineer hızlandırıcının ışık alanı bilgisayar planlamada hesaplanan 12,5x7,5 olarak protez boyutunda açılmıştır. Alan merkezi protezlerin orta noktasıyla çakışacak şekilde lazerler yardımıyla ayarlanmıştır. SSD su yüzeyinde 100 cm olarak masa yüksekliği pozisyonlandırılmıştır. Bu şartlar su fantomundaki ölçüm düzeneğiyle uyumludur. Ayarlama işlemlerinden sonra bilgisayarlı planlamadan 2 Gy e karşılık gelen sürelere göre protezler 25 fraksiyon ışınlanmış ve 50 Gy almaları sağlanmıştır. Işınlamadan sonra bu iki grup protez tekrar su fantomuna aynı düzenekle yerleştirilmiş ve bu iki foton enerjisi için yüzde derin dozlar ve profiller tekrar ölçülerek ışınlama öncesi ve ışınlama sonrası değerler arasında kıyaslama yapılmıştır. 21

33 A B Resim 8. Protezlerin ışınlanması. (Protezler kap içerisinde konumlandırılmış ve kabın altına saçılmaları önlemek amacıyla 5 adet katı su fantomu yerleştirilmiştir. Protezlerin üst yüzeyleri su ile örtüşene kadar kap suyla doldurulduktan sonra belirlenen sürede ışınlanma yapılmıştır. A: Su Dolu Kap, B: Katı Su Fantomları) 22

34 4. BULGULAR 4.1. Su Fantomu Ölçümlerinden Edilen Veriler Su fantomunda su ve protezli durumlar için ayrı ayrı yapılan ölçümlerden elde edilen yüzde derin doz ve profil değerlerine göre grafikler çizdirilmiş ve tablolar oluşturulmuştur. Her enerji için ayrı ayrı; yüzde derin dozun derinliğe göre doz değerleri, profillerin ise sıfır noktasından sağa ve sola doğru mesafeye bağımlı doz değerleri tablolaştırılmış ve aradaki farklar elde edilmiştir. Ölçümü yapılan enerjiler için su ve protezli durumlarda yüzde derin dozların grafikleri grafik 1, 2, 3 ve 4 de görülmektedir. Bu grafikler yardımıyla protezlerin yüzde derin dozlarda oluşturduğu doz eksiklikleri veya fazlalıkları belirlenmiştir.

35 * Grafik 1. Işınlama öncesi, su ve protez için 6 MV yüzde derin doz grafiği. Protez varlığında maksimum % 1,5 luk doz düşüşü gözlenmiştir. ( Su, *Silikon: Grafik protez kalınlığının altından, 45 mm derinlikten başlamaktadır.) * Grafik 2. Işınlama öncesi, su ve protez için 10 MV yüzde derin doz grafiği. Protez varlığında maksimum % 1,6 lık doz düşüşü gözlenmiştir. ( Su, *Silikon: Grafik protez kalınlığının altından, 45 mm derinlikten başlamaktadır.) 24

36 * Grafik 3. Su ve protez için 12 MeV yüzde derin doz grafiği. Protez varlığında maksimum % 17,2 lik doz düşüşü gözlenmiştir. ( Su, *Silikon: Grafik protez kalınlığının altından, 45 mm derinlikten başlamaktadır.) * Grafik 4. Su ve protez için 15 MeV yüzde derin doz grafiği. Protez varlığında maksimum % 13,1 lik doz düşüşü gözlenmiştir. ( Su, *Silikon: Grafik protez kalınlığının altından, 45 mm derinlikten başlamaktadır.) 25

37 Aynı enerjiler için profil grafikleri grafik 5, 6, 7 ve 8 de görülmektedir. Bu grafikler yardımıyla protezlerin profillerde meydana getirdiği doz değişiklikleri ve profillerin homojenitesi belirlenmiştir. Grafik 5. Işınlama öncesi, su ve protez için 6 MV profil grafiği. Protez varlığında maksimum % 2,7 lik doz düşüşü gözlenmiştir. ( Su, Silikon) 26

38 Grafik 6. Işınlama öncesi, su ve protez için 10 MV profil grafiği. Protez varlığında maksimum % 2,4 lük doz düşüşü gözlenmiştir. ( Su, Silikon) Grafik 7. Su ve protez için 12 MeV profil grafiği. Protez varlığında maksimum %17,0 lik doz düşüşü gözlenmiştir. ( Su, Silikon) 27

39 Grafik 8. Su ve protez için 15 MeV profil grafiği. Protez varlığında maksimum %10,4 lük doz düşüşü gözlenmiştir. ( Su, Silikon) 28

40 Protez varlığında yüzde derin dozlarda 6 MV için en fazla % 1,5 luk doz düşüşü gözlenirken, % 0,3 lük doz artışı gözlenmiştir (Tablo 1). Tablo 1. Işınlama öncesi, su ve protez için 6 MV % DD değerleri ve aradaki farklar. 6 MV Derinlik (mm) Derin Doz Fark % Su Silikon % 45 88,3 86,8 1, ,0 85,3 0, ,1 80,9 1, ,5 77,8-0, ,9 73,5 0, ,1 66,6 0, ,4 58,4 0, ,3 50,5 0, ,2 44,3-0, ,9 38,6 0,3 29

41 (Tablo 2). Protez varlığında 10 MV için en fazla % 1,6 lık doz düşüşü gözlenmiştir Tablo 2. Işınlama öncesi, su ve protez için 10 MV % DD değerleri ve aradaki farklar. 10 MV. Derinlik (mm) Derin Doz Fark % Su Silikon % 45 92,9 91,3 1, ,5 90,0 0, ,7 85,9 0, ,7 82,6 0, ,7 78,8 0, ,5 72,0 0, ,3 64,0 0, ,4 56,8 0, ,8 50,0 0, ,1 44,3 0,8 30

42 12 MeV için en fazla % 17,2 lik doz düşüşü gözlenmiştir (Tablo 3). Tablo 3. Su ve protez için 12 MeV % DD değerleri ve aradaki farklar. 12 MeV Derinlik (mm) Derin Doz Fark % Su Silikon % 45 52,6 35,4 17, ,0 16,9 12,1 60 3,4 2,6 0,8 70 2,2 2,2 0,0 80 2,0 2,0 0,0 90 1,8 1,8 0, ,7 1,7 0, ,6 1,6 0, ,5 1,4 0,1 31

43 15 MeV için en fazla % 13,1 lik doz düşüşü gözlenmiştir (Tablo 4). Tablo 4. Su ve protez için 15 MeV % DD değerleri ve aradaki farklar. 15 MeV Derinlik (mm) Derin Doz Fark % Su Silikon % 45 81,7 72,0 9, ,3 55,2 13, ,6 21,4 10,2 70 6,4 4,8 1,6 80 3,5 3,5 0,0 90 3,3 3,3 0, ,0 3,1-0, ,9 2,9 0, ,7 2,7 0,0 32

44 (Tablo5). Profil ölçümlerinde; 6MV için en fazla % 2,7 lik doz düşüşü gözlenmiştir Tablo 5. Işınlama öncesi, su ve protez için 6 MV profil değerleri ve aradaki farklar. Mesafe (cm) 6 MV Profil Doz % Fark Su Silikon % -6 79,2 78,9 0,3-5 88,7 86,4 2,3-4 90,0 87,7 2,3-3 90,3 88,4 1,9-2 89,0 87,8 1,2-1 88,8 86,8 2,0 0 88,5 86,2 2,3 1 88,7 86,5 2,2 2 88,1 87,1 1,0 3 88,8 86,6 2,2 4 88,5 86,6 1,9 5 87,7 85,3 2,4 6 71,8 69,1 2,7 33

45 10 MV için en fazla % 2,4 lük doz düşüşü gözlenmiştir (Tablo 6). Tablo 6. Işınlama öncesi, su ve protez için 10 MV profil değerleri ve aradaki farklar. Mesafe (cm) 10 MV Profil Doz % Fark Su Silikon % -6 81,2 81,7-0,5-5 95,9 93,7 2,2-4 96,1 93,7 2,4-3 95,9 93,8 2,1-2 94,9 93,6 1,3-1 94,6 93,0 1,6 0 92,4 91,0 1,4 1 92,9 91,6 1,3 2 94,2 93,1 1,1 3 94,1 92,9 1,2 4 94,7 93,4 1,3 5 94,2 92,1 2,1 6 80,4 78,9 1,5 34

46 12 MeV için en fazla % 17,0 lik doz düşüşü gözlenmiştir (Tablo 7). Tablo 7. Su ve protez için 12 MeV profil değerleri ve aradaki farklar. 12 MeV Profil Mesafe (cm) Doz % Fark Su Silikon % -6 8,0 5,5 2,5-5 23,3 15,4 7,9-4 41,0 28,3 12,7-3 50,0 34,6 15,4-2 52,0 36,1 15,9-1 52,8 37,0 15,8 0 53,7 36,7 17,0 1 53,9 37,0 16,9 2 53,6 36,9 16,7 3 52,2 35,9 16,3 4 45,5 31,6 13,9 5 29,9 20,8 9,1 6 12,1 8,0 4,1 35

47 15 MeV için en fazla % 10,4 lük doz düşüşü gözlenmiştir (Tablo 8). Tablo 8. Su ve protez için 15 MeV profil değerleri ve aradaki farklar. 15 MeV Profil Mesafe (cm) Doz % Fark Su Silikon % -6 15,5 14,2 1,3-5 39,2 34,2 5,0-4 65,6 56,9 8,7-3 77,3 67,6 9,7-2 81,6 71,8 9,8-1 82,3 72,8 9,5 0 82,3 72,7 9,6 1 82,6 72,4 10,2 2 82,3 72,5 9,8 3 80,1 69,7 10,4 4 71,3 61,0 10,3 5 48,5 41,4 7,1 6 20,7 18,3 2, ve 10 MV Foton Enerjileri İçin 25 Fraksiyonluk Işınlama Sonrası Ölçümlerinden Elde Edilen Veriler 6 ve 10 MV foton enerjileri için ikişerli gruplar halinde dört adet protezin fraksiyon başına 2 Gy den toplam 50 Gy ışınlanmasından sonra su fantomu tekrar kurulmuştur. İlk ölçümlerde olduğu gibi aynı şartlarda bu iki enerji için derin doz ve 36

48 profillere ait veriler elde edilmiştir. Ölçümlere ait grafikler grafik 9, 10, 11 ve 12 de görülmektedir. * Grafik 9. Su ve protez için 6 MV, ışınlama sonrası yüzde derin doz grafiği. Protez varlığında maksimum % 2,5 lik doz düşüşü gözlenmiştir ( Su, *Silikon: Grafik protez kalınlığının altından, 45 mm derinlikten başlamaktadır.) 37

49 * Grafik 10. Su ve protez için 10 MV, ışınlama sonrası yüzde derin doz grafiği. Protez varlığında maksimum % 2,0 lik doz düşüşü gözlenmiştir. ( Su, *Silikon: Grafik protez kalınlığının altından, 45 mm derinlikten başlamaktadır.) Grafik 11. Su ve protez için 6 MV, ışınlama sonrası profil grafiği. Protez varlığında maksimum % 2,6 lık doz düşüşü gözlenmiştir. ( Su, Silikon) 38

50 Grafik 12. Su ve protez için 10 MV, ışınlama sonrası profil grafiği Protez varlığında maksimum % 2,0 lik doz düşüşü gözlenmiştir. ( Su, Silikon) 39

51 Ölçümlerden elde edilen veriler tablo 9, 10, 11 ve 12 de görülmektedir. 6 MV için en fazla % 2,5 luk doz düşüşü gözlenmiştir (Tablo 9). Tablo 9. Su ve protez için 6 MV ışınlama sonrası % DD değerleri ve aradaki farklar. 6 MV Derin Doz Derinlik (mm) % Fark Su Silikon % 45 89,5 87,0 2, ,3 86,1 1, ,7 82,3 0, ,0 77,8 1, ,9 73,8 1, ,7 66,8 0, ,3 58,6 0, ,6 51,1 0, ,2 44,6 0, ,2 38,8 0,4 40

52 10 MV için en fazla % 2,0 lik doz düşüşü gözlenmiştir (Tablo 10). Tablo 10. Su ve protez için 10 MV ışınlama sonrası % DD değerleri ve aradaki farklar. 10 MV. Derinlik (mm) Derin Doz % Fark Su Silikon % 45 93,3 91,3 2, ,5 90,4 1, ,0 86,8 0, ,5 82,5 1, ,0 79,0 1, ,9 72,3 0, ,6 64,2 0, ,3 56,7 0, ,1 50,4 0, ,0 44,7 0,3 41

53 6 MV için en fazla % 2,6 lık doz düşüşü gözlenmiştir (Tablo 11). Tablo 11. Su ve protez için 6 MV ışınlama sonrası profil değerleri ve aradaki farklar. 6 MV Profil Mesafe (cm) Doz % Fark Su Silikon % -6 82,0 81,1 0,9-5 89,5 87,7 1,8-4 90,7 88,8 1,9-3 90,7 88,1 2,6-2 90,2 88,3 1,9-1 89,4 87,9 1,5 0 89,0 87,0 2,0 1 89,6 87,4 2,2 2 88,9 87,8 1,1 3 89,6 87,3 2,3 4 89,3 88,2 1,1 5 88,1 86,4 1,7 6 75,8 75,3 0,5 42

54 10 MV için en fazla % 2,0 lik doz düşüşü gözlenmiştir (Tablo 12). Tablo 12. Su ve protez için 10 MV ışınlama sonrası profil değerleri ve aradaki farklar. 10 MV Mesafe (cm) Profil Doz % Fark Su Silikon % -6 84,3 83,6 0,7-5 96,1 94,3 1,8-4 97,1 95,3 1,8-3 96,5 95,2 1,3-2 95,6 94,2 1,4-1 95,2 93,5 1,7 0 93,3 91,6 1,7 1 93,2 91,3 1,9 2 94,6 92,9 1,7 3 94,8 93,3 1,5 4 95,0 93,7 1,3 5 94,9 92,9 2,0 6 81,9 80,8 1,1 43

55 4.3 Verilerin Analizi Ölçümlerden elde edilen veriler SPSS V.15.0 programına aktarılmış ve kovaryans analiziyle değerlendirilmiştir. Foton enerjileri için ışınlama öncesi su ve silikon yüzde derin doz ve profil ölçümleri ile elektronlar için tek fraksiyonluk ışınlamaların yüzde derin doz değerleri karşılaştırılmış ve analiz edilmiştir. 6 ve 10 MV foton enerjileri için ışınlama öncesi ve ışınlama sonrası elde edilen ölçümler de karşılaştırılarak ışınlanmış silikonun yüzde derin dozu ve profili etkileyip etkilemediği araştırılmıştır. Elektron enerjileri için profillerin istatistiksel değerlendirmesi yapılmamıştır. İstatistiksel değerlendirmeler α =0.05 güven aralığında yapılmıştır. Sonuçlar tablo 13 ve 14 te görülmektedir. Su ve silikon arasında doz dağılımı açısından istatistiksel yönden anlamlı bir fark saptanmamıştır. 6 ve 10 MV için ışınlama öncesi ve ışınlama sonrası silikon yüzde derin doz ve profil eğrileri karşılaştırıldığında da fark bulunmamıştır. 44

56 Tablo 13. Işınlama öncesi ve ışınlama sonrası % derin doz verilerinin istatistiksel analiz değerleri. p değeri Enerji Işınlama öncesi susilikon Işınlama sonrası su-silikon Silikon öncesonra 6 MV 0,48 0,20 0,53 10 MV 0,25 0,21 0,65 12 MeV 0,55 15 MeV 0,65 Tablo 14. Foton enerjileri için ışınlama öncesi ve ışınlama sonrası profil verilerinin istatistiksel analiz değerleri. Enerji Işınlama öncesi susilikon p değeri Işınlama sonrası susilikon Silikon öncesonra 6 MV 0,36 0,30 0,44 10 MV 0,48 0,40 0,68 45

57 5. TARTIŞMA Radyoterapide temel amaç ışınlanacak bölge çevresindeki riskli doku ve organları mümkün olduğunca tedavi alanı sınırları dışında tutarak hedef hacmin doğru şekilde doz alabilmesini sağlamaktır (1). Tümör bulunan bölgede istenilen dozun sağlanabilmesi hastanın doğru tedavi edilmesi açısından çok önemlidir. Işınlanan dokuya enerji, radyasyon kaynağından yayılan primer hüzme ile taşınır. Ancak enerji primer ışınlar tarafından dokuda üretilen sekonder elektronlarla dağıtılır. Doz dağılımı çoğunlukla bu sekonder elektronların erişme mesafesi ve yönüne bağlıdır (9). Işınlanacak bölgede bulunabilecek silikon protez gibi yabancı bir madde sekonder elektronların erişme mesafesini etkileyebileceği için doz dağılımlarında istenmeyen değişikliklere sebep olabilir. Silikon protez uygulanmış bir hastanın radyoterapiye ihtiyaç duyması halinde silikon protezin radyasyonun doz dağılımında meydana getireceği etki çeşitli araştırmaların konusu olmuştur (14, 16, 17, 18, 21). Krishnan ve arkadaşları silikon meme protezlerinin foton ve elektron doz dağılımına etkisini inceledikleri çalışmalarında silikon protez varlığı ile sadece su ortamını karşılaştırmışlardır. Silikon protez su fantomuna yerleştirilmiş ve 6/15 MV foton, Co-60 ve 9/12/16/20 MeV elektron enerjileri için belirlenen derinliklerde protezli ve protezsiz (sadece su) ortamda ölçümler alınmıştır. Elektron ölçümlerinin analizine göre terapötik aralıkta doz dağılımında önemli bir farklılık bulunamamıştır. Maksimum farklılık da sudaki maksimum dozun % 4 üdür. Terapötik aralığın

58 ötesinde elektronların protez varlığına bağlı olarak daha penetre oldukları gözlenmiş. Pratik erişme mesafelerinin derinliğe bağlı olarak değişim grafiğinde R p nin altındaki derinliklerde protezlerin altındaki merkezi eksen derin doz değerleri her enerji için % 3,5 daha az ölçülmüş. 20 MeV için %20 den 16 MeV için %33 e değişen maksimum farklılıklara rağmen pratik erişme mesafesindeki dozun D max dozundan % 10 daha az olması sebebiyle farlılıkların klinik olarak önemli olmadığı sonucuna varılmış. Foton ışınları analizine göre de protezin varlığının doz dağılımını önemli bir şekilde etkilemediği görülmüştür. Çalışmanın sonucuna göre protez varlığı klinik olarak elektron ve foton dozimetrisinde önemli bir etkiye neden olmamaktadır (16). Shedbalker ve arkadaşları radyasyonun silikon jeli üzerindeki etkisi üzerine çalışmışlar. Değişik kalınlıklarda silikon jelini Co-60 ve 4 MV x ışınları ile ışınlamışlar ve aynı ölçümü su fantomunda su ve tuzlu su ile de yaparak silikon jelinin yarı tabaka kalınlığı ile lineer absorbsiyon katsayılarındaki değişiklikleri belirlemişler. Sonuçları sudaki değerlere göre ±% 2 sınırları içinde karşılaştırılabilir olarak belirlenmiş. Buna göre de silikon jelinin lineer absorbsiyon katsayısı ile yarı değer kalınlığının Co-60 ve 4 MV ışınları için suda elde edilen değerlere deneysel hata marjı aralığında eşit olduğu gözlenmiş, meme protezlerinde kullanılan silikon jelinin radyasyon doz hesaplarında bir etkisi olmadığına, silikon jelinin doku gibi davrandığı sonucuna varmışlardır (21). Bizim çalışmamızda da tek fraksiyonluk ölçümlerde benzer sonuçlar bulunmuştur. Ortamda silikon protez bulunmasının klinik olarak foton veya elektron doz dağılımında önemli bir değişiklik yaratmayacağı görülmüştür. Piontek ve arkadaşları meme protezlerinde kullanılan silikon elastomerinin radyasyon iletimini araştırmışlar. Silikon elastomeri ve su için foton ışınlarında kütle azaltma katsayılarını, elektron ışınları için de kütle durdurma güçlerini ölçüp 47

59 kıyaslamışlar. 150 kev den yüksek foton enerjileri için suyun ve silikon elastomerin kütle azaltma katsayıları eşit bulunmuştur. Elektron ışınları için de 2 MeV den yüksek enerjilerde suyun ve elastomerin azaltma karakteristikleri eşit bulunmuş, 2-20 MeV aralığında suyun ve elastomerin elektron iletiminin benzer olduğu sonucuna varılmıştır. Bu sonuca göre silikon elastomer jelinin su eşdeğeri olduğu ve potansiyel bir bolus materyali olabileceği vurgulanmıştır (18). Patton ve arkadaşları ise silikon meme protezlerinin dozimetrisini değerlendirmişler. Meme dokusunu temsil eden bir fantomla silikon protez içeren memeyi temsil eden bir fantom üzerinde Co-60 ile tanjansiyel ışınlamalar yapmışlar. Protez varlığının göğüs duvarının ilk 5 mm sine ulaşan dozda % 8 lik bir azalmaya neden olduğu gözlenmiş fakat 5 mm den daha ileri mesafelerde protez varlığının dozda önemli bir değişiklik yaratmayacağı sonucuna varılmış. Yine aynı çalışmada TLD dozimetriler kullanılarak protezden kaynaklanabilecek geri saçılmalar ölçülmüş ve önemli bir fark bulunamamıştır. Sonuç olarak silikon protezin dozda minimal değişiklikler yaratacağı vurgulanmıştır (17). Klein ve arkadaşları da ticari olarak kullanılan 4 ayrı meme protezi için foton doz dağılımındaki değişiklikleri mamografik bir fantomla kıyaslamışlar ve derin dozlarda önemli farklılıklar olmayacağını dolayısıyla da protezlerin foton doz dağılımını etkilemeyeceğini bildirmişlerdir (14). Literatürlerde var olan çalışmalarda çoğunlukla radyoterapi uygulanmamış silikon protezler üzerinde dozimetrik ölçümler yapılmıştır. Güncel radyoterapi şemalarında çoğunlukla fraksiyon uygulandığından fraksiyone radyoterapinin protezler üzerindeki etkisiyle ve protezlerin tedavinin ilk günü ile son günü arasında dozda oluşturabileceği farklılıklarla ilgili olarak literatürlerde yeterli bilgi bulunmamaktadır. Bu çalışmada fraksiyone radyoterapinin silikonun yapısını 48

60 etkileyebileceği ve bunun da doz dağılımını değiştirebileceği hipotezi ile 25 fraksiyon ışınlanmış silikon protezlerdeki doz dağılımı da araştırılmış ve ışınlanmamış protezler ile karşılaştırılmıştır. Çalışmada 6 MV için sudaki maksimum doz % 99,8 iken silikon protez varlığında maksimum doz % 86,8; 10 MV için sudaki maksimum doz % 101 iken protez varlığında maksimum doz % 91,4 olarak ölçülmüştür. 12 MeV için sudaki ortalama enerji (E 0 ) 10,6 MeV iken protez varlığında 11,6 MeV; 15 MeV için sudaki ortalama enerji 12,8 MeV iken protez varlığında 12,9 MeV olarak ölçülmüştür. Protezlerin suya göre yüzde derin dozlarda 6 MV için en fazla % 1,5; 10 MV için en fazla % 1,6; 12 MeV için en fazla % 17,2 ve de 15 MeV için en fazla % 13,1 fark yarattığı belirlenmiştir. Profil ölçümlerinde ise 6 MV için en fazla %2,7; 10 MV için en fazla % 2,4; 12 MeV için en fazla % 17,0 ve 15 MeV için de en fazla % 10,4 lük doz farkı gözlenmiştir. Elektronların pratik erişme mesafeleri 12 MeV için suda 55,6 mm iken protez varlığında 54,0 mm; 15 MeV için suda 67,7 mm iken protez varlığında 64,9 mm olarak ölçülmüştür. Elektron ölçümlerinde bulunan bu yüksek farklara rağmen pratik erişme mesafesindeki dozun D max dozundan % 10 daha az olması sebebiyle farklılıkların klinik olarak bir önemi yoktur (16). İstatistiksel değerlendirmelere göre bu farklar anlamlı bulunmamıştır (p>0,05). 6 ve 10 MV foton ışınları için yüzde derin doz ölçümlerinin 25 fraksiyonluk ışınlama sonrası verilerine göre 6 MV için dozda maksimum % 2,5; 10 MV için de maksimum % 2 lik düşüş gözlenmiştir. Profil ölçümlerinin ışınlama sonrası verilerine göre de 6 MV için % 2,6; 10 MV için de % 2 lik doz düşüşü gözlenmiştir. Işınlama öncesi ve ışınlama sonrası yüzde derin doz ve profil verilerinin istatistiksel analizi anlamlı bulunmamıştır. Ayrıca ışınlanmış silikonun ışınlanmamış silikona göre de dozda anlamlı bir fark yaratmayacağı sonucu elde edilmiştir (p>0,05). 49

61 Profil ölçümlerinde alanın homojenitesini belirleyen simetri ve düzlük değerleri bütün enerjiler için klinik olarak kabul edilebilir sınırlarda bulunmuştur. Silikonun alanın homojenitesini etkilemediği sonucuna varılmıştır. Bu sonuca göre vücudunda silikon protez bulunan bir kanser hastasının normal tedavi süresi boyunca, protezin tedavinin ilk gününden son gününe kadar radyasyondan ciddi bir biçimde etkilenmediği ve verilen dozda tedavinin birinci günü ile son günü arasında önemli bir fark yaratmayacağı sonucuna varılmıştır. Elde edilen bu sonuçlar silikon blok protezlerin deneysel hata marjı aralığında radyasyonun doz dağılımına etkisinin olmadığını ve protezlerin doku gibi davrandığını göstermektedir. 50

62 6. SONUÇLAR Radyoterapide hastanın tedavisinin doğru bir şekilde yapılabilmesi için tümörün istenilen dozu alması kritik bir öneme sahiptir. Dolayısıyla hastaya uygulanan radyasyon dozu ile tümör arasında bulunabilecek herhangi bir yabancı madde tümörün eksik veya fazla doz almasına neden olabilir. Bu varsayımdan yola çıkarak silikon protez uygulanmış bir hastanın radyoterapiye ihtiyaç duyması durumunda protezin uygulanacak tedaviyi nasıl etkileyeceği tedavinin eksiksiz yapılabilmesi açısından önemlidir. Yüz, çene, alın, burun bölgelerinde kontür düzeltmek veya kemik ve kıkırdak replasmanı sağlamak amacıyla, kafatasının onarımında kullanılan silikon blok protezlerin radyasyonun doz dağılımına etkisinin incelendiği bu çalışma sonucunda silikon blok protezlerin fraksiyone radyoterapide doz dağılımına klinik olarak bir etkide bulunmadığı ve protezlerin doku gibi davrandığı sonucu elde edilmiştir. Çeşitli sebeplerle silikon blok protez yerleştirilmiş bir hastanın radyoterapiye ihtiyaç duyması halinde protezin tedavi için bir problem teşkil etmeyeceği ve dozun istenilen bölgeye eksiksiz bir şekilde uygulanmasına engel olmayacağı görülmüştür. Elde edilen sonuçlar literatürdeki benzer çalışmaların sonuçlarıyla uyumludur. Çalışmanın sonuçları radyoterapi uygulanacak silikon protezli bir hastanın tedavisinin doğruluğu açısından referans olacaktır.

63 7.1. ÖZET Silikon protezler uzun yıllardır insan vücudunun çeşitli bölgelerine estetik ve rekonstruktif amaçlarla yerleştirilmektedir. Tedavi alanında silikon protez olan bir hastaya radyoterapi uygulanması gerektiğinde protezin doz dağılımına etkisi çok önemlidir. Bu çalışmanın amacı silikon blok protezlerin radyoterapi doz dağılımına etkisini belirlemektir. Bu çalışmada bir lineer hızlandırıcı ve su fantomu kullanılmıştır. Protezler ışınlanmadan önce lineer hızlandırıcının kalibrasyonu yapılmış ve tolerans sınırları içinde çalışması sağlanmıştır. Daha sonra su fantomunun kurulumu yapılmış ve hazırlanan taşıyıcı düzenek içine yerleştirilmiştir. Düzeneğin üzerine protezler yeterli kalınlığı sağlamak amacıyla ikişerli gruplar halinde yerleştirilmiştir. Protezlerin üst yüzeyi suyla örtüşecek şekilde fantom suyla doldurulmuştur. 6/10 MV foton enerjileri ve 12/15 MeV elektron enerjileri için protez varken ve protez yokken yüzde derin doz ve profil ölçümleri yapılarak ölçümlerin birinci aşaması tamamlanmıştır. 6/10 MV foton enerjileri için ikişer adet protez günlük 2 Gy lik fraksiyonla 5 haftada 25 kere ışınlanmıştır. Işınlamalar bitiminde tekrar su fantomu kurulmuş ve aynı ölçümler tekrarlanarak bu iki enerji için ışınlama öncesi ve ışınlama sonrası yüzde derin doz ve profil ölçümlerinin kıyaslaması yapılmıştır. Ölçümlerden elde edilen sonuçlara göre 6 MV için en fazla % 1,5 doz farkı, 10 MV için en fazla %1,6 doz farkı, 12 MeV için en fazla %17,2 doz farkı ve 15 MeV 52

64 için de en fazla %13,4 doz farkı gözlenmiştir. 6 MV ve 10 MV foton enerjileri için ışınlama öncesi ve ışınlama sonrası yüzde derin doz ve profil ölçümleri arasında anlamlı bir fark bulunamamıştır. Silikon protezler ile su arasında radyoterapi doz dağılımı açısından istatistiki bir fark saptanamamıştır. Silikon protezlerin doku gibi davranarak radyoterapi doz dağılımı açısından bir sorun yaratmayacağı sonucuna varılmıştır. 53

65 7.2 SUMMARY Silicone prostheses have been applied to various parts of human body for aesthetic and reconstructive purposes since many years. When radiotherapy is prescribed to a patient with a silicone prosthesis in the therapy field, the effect of the prosthesis on dose distribution is very important. The aim of this study is to determine the effect of silicone prostheses on radiotherapy dose distributions. A linear accelator and a water phantom was used in this study. Linear accelator was calibrated and provided to work inside tolerance limits before prostheses were irradiated. Then water phantom was set up and holder for prostheses was placed inside the phantom. Prostheses were placed in groups of two to provide adequate thickness for each energy that will be measured. The water phantom was filled with water as the water level to match the upper surface of prostheses. The first stage of measurements were done by measuring percentage depth dose and profiles for 6 and 10 MV photon energies and MeV electron energies, in the absence and presence of prostheses. For 6 and 10 MV photon energies, two prostheses for each energy were irradiated 25 times in 5 weeks with 2 Gy daily fraction. At the end of irradiation programme, water phantom was set up again, same measurements were repeated and the pre-radiation and post-radiation percentage depth dose and profile measurements were compared for these two energies. According to the results, the maximum percentage depth dose difference was % 1,5 for 6 MV; % 1,6 for 10 MV; % 17,2 for 12 MeV; % 13,4 for 15 MeV. No significant difference was found between pre-radiation and post-radiation depth dose 54

66 and profile measurements for 6 and 10 MV photon energies. No statistical difference was observed between water and silicone prostheses for radiotherapy dose distribution. It is concluded that silicone block prostheses do not cause a problem for radiotherapy dose distributions as they behave like a tissue. 55

67 YARARLANILAN KAYNAKLAR Kitaplar 1. Dobbs J, Barrett A, Ash D. (1999). Practical Radiotherapy Planning, 3rd Edition (Eds: Koster J, Morton M, Rooke W). Arnold, London; Elvers B, Hawkins S, Russey W, Schulz G. (1993). Ullmann s Encyclopedia of Industrial Chemistry; 24 (57-89) 3. International Atomic Energy Agency (2005). Radiation Oncology Physics: A Handbook For Teachers And Students, Vienna; Khan FM. (2003). The Physics of Radiation Therapy, 3rd Edition (Eds: Pine J, Standen M, Kairis LR, Boyce T). Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia; Leopold Gmelin. (1984). Gmelin Handbook of Inorganic Chemistry Silicone. Springer-Verlag-Berlin-Heidelberg-New York-Tokyo; Nagor product information (2001). 7. Scanditronix-Wellhöfer (2003). Dosimetry System for 3D Radiation Field Analysis RFA-300 User s Manual; Smith J. W. And Aston S. J. (1991). Plastic Surgery Fourth Edition. Little, Brown and Company; UROK Temel Radyoterapi, Radyasyon Fiziği ve Radyobiyoloji Kurs Kitapçığı (2002);