Parçacık Hızlandırıcılarının Medikal Uygulamaları 2. Doç.Dr. Bahar DİRİCAN GATA Radyasyon Onkolojisi AD.



Benzer belgeler
RADYOTERAPİ TEKNİKLERİ

RADYOTERAPİ CİHAZLARINDAKİ GELİŞMELER. Hatice Bilge

HIZLANDIRICILARIN MEDİKAL

The Physics of Particle Accelerators - Klaus Wille ( )

Medikal Lineer Hızlandırıcılarda Foton Dozimetrisi

HIZLANDIRICILARIN TIPTA UYGULAMALARI. Doç.Dr. Bahar DİRİCAN

3. DOĞRUSAL HIZLANDIRICILAR: TEMEL İLKELER

Hızlandırıcı Fiziği-2. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

Hızlandırıcı Fiziği-2. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

Hızlandırıcı Fiziği-1. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

Hızlandırıcı Fiziği-1. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

Parçacık Hızlandırıcılar

HIZLANDIRICI FİZİĞİ. Doğru Akım Hızlandırıcıları. Semra DEMİRÇALI Fen Bilimleri Öğretmeni DENİZLİ (TTP-7 Katılımcısı) 05/03/2018

Yukarıdaki sonucu onaylarım. Prof. Dr. Ülkü MEHMETOĞLU Enstitü Müdürü

Çok yapraklı lineer hızlandırıcılarda kolimatör tasarımlarının klinik önemi

Hızlandırıcılar ve Çarpıştırıcılar

METRİ HIZLANDIRICILAR. Mehmet YÜKSELY ÇÜ FBE Fizik ABD.

Lineer Hızlandırıcı Tabanlı SRS/SRBT Uygulamalarında QA. Dr. Bahar Dirican GATA Radyasyon Onkolojisi AD

KHDAK IMRT sinde Tedavi Planlama Sistemlerinin Monte Carlo Yöntemi ile Karşılaştırılması

PARÇACIK HIZLANDIRICILARININ TIP UYGULAMARI

Theory Tajik (Tajikistan)

Doç.Dr.Bahar DİRİCAN Gülhane Askeri Tıp Akademisi Radyasyon Onkolojisi AD 10 Nisan ANKARA

Ulusal Proton Hızlandırıcı Çalıştayı

Hızlandırıcı FİzİĞİ-1. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

IMRT PROGRAMININ OLUŞTURULMASI VE UYGULANMASI KALİTE KONTROL AÇISINDAN DEĞERLENDİRME

Dr.Nural ÖZTÜRK T.Rad.Fiz.Uz. TÜRK RADYASYON ONKOLOJİSİ DERNEĞİ Radyofizik Kursu Haziran 2010

Radyoterapide Zırhlama Hesapları (NCRP 151) Medikal Fizik Uzmanı Güngör ARSLAN

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI EĞİTİM TEKNOLOJİLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ Ölçme Değerlendirme ve Açıköğretim Kurumları Daire Başkanlığı

DOĞRUSAL ve DAİRESEL HIZLANDIRICILAR TTP8/CERN

Nötronlar kinetik enerjilerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar

YÜKSEK ENERJİLİ X- IŞINLARIYLA YAPILAN TEDAVİLERDE KARBON FİBER MASANIN CİLT VE İZOMERKEZ DOZUNA ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

TIBBİ RADYOFİZİK UZMANI FADİME ALKAYA ÖZEL MEDICANA INTERNATIONAL İSTANBUL HASTANESİ 10.ULUSAL RADYASYON ONKOLOJİSİ NİSAN ANTALYA

Parçacık Hızlandırıcılarının Tipleri ve Fiziği-II DAĐRESEL HIZLANDIRICILAR. Prof. Dr. Ömer Yavaş Ankara Üniversitesi

TÜRK HIZLANDIRICI MERKEZİ SERBEST ELEKTRON LAZERİ PROJESİ

Bölüm 1 Maddenin Yapısı ve Radyasyon. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

ALİ HİKMET ERİŞ TIBBİ RADYOFİZİK UZM. BEZMİALEM VAKIF ÜNİV.TIP FAK

Hızlandırıcı Fiziği-1. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

ATOM NEDİR? -Atom elementin özelliğini taşıyan en küçük parçasına denir. Her canlı-cansız madde atomdan oluşmuştur.

HADRON TERAPİ: Kanser Tedavisinde Proton ve Çekirdek Demetlerinin Kullanımı

TEMEL TIBBİ CİHAZ KILAVUZU V1.1

PARÇACIK HIZLANDIRICILARININ BİLİME KATKILARI

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

X-Işınları. Numan Akdoğan. 2. Ders: X-ışınlarının üretilmesi.

F.Ü. SHMYO Tıbbi Görüntüleme Teknikleri Selami SERHATLIOĞLU

KUTUP IŞINIMI AURORA.

KÜÇÜK ALAN IMRT DOZİMETRİSİNDE İYON ODASI VOLÜMÜNÜN ETKİSİ

RADYOTERAPİDE KULLANILAN LİNEER HIZLANDIRICIDA ELEKTRON SANAL KAYNAK MESAFELERİNİN VE FOTON KAYNAK MESAFELERİNİN TESPİTİ. Fatih Çağlar KAHRAMAN

Sayı Editöründen Editorials. Temel Radyasyon Fiziği Basic Radiation Physics

Işınım Kaynakları Hakkında Temel Bilgiler. Yrd. Doç. Dr. Zafer Nergiz Niğde Üniversitesi

X. THM YUUP ÇALIġTAYI PROGRAMI 9 11 Aralık A.Ü. Hızlandırıcı Teknolojileri Enstitüsü Ankara Üniversitesi 50. Yıl Kampüsü, Gölbaşı, ANKARA

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

DAİRESEL HIZLANDIRICILAR

Elektron ışını ile şekil verme. Prof. Dr. Akgün ALSARAN

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

2,45 GHz Mikrodalga Deşarj İyon Kaynağı Tasarımı ve Prototip Üretimi. Hakan ÇETİNKAYA Emel ALĞIN Görkem TÜREMEN Ümit DOĞAN Latife ŞAHİN YALÇIN

Meme Kanseri Planlama Tecrübesi ( 3D konformal planlama + field-in-field ) Bülent Yapıcı Acıbadem Maslak Hastanesi

AAPM NĠN TG-51 KLĠNĠK REFERANS DOZĠMETRĠ PROTOKOLÜ VE UYGULAMALARI

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN 1

RÖNTGEN FİZİĞİ 6. X-Işınlarının madde ile etkileşimi. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

PARÇACIK DETEKTÖRLERİNİN TIPTA KULLANIMI * Medical Applications Of Particle Detectors

IMRT (YOĞUNLUK AYARLI RADYOTERAPİ)

Yücel AKDENİZ. MLC nin kurulum ölçümleri: Dosimetric leaf gap nasıl hesaplanır? MLC transmission nasıl ölçülür? Medikal Fizik Uzmanı

TRS 398 VE YÜKSEK ENERJİLİ FOTONLARDA DOZ KALİBRASYONU

X IŞINLARININ ELDE EDİLİŞİ

12. SINIF KONU ANLATIMLI

1. Kristal Diyot 2. Zener Diyot 3. Tünel Diyot 4. Iºýk Yayan Diyot (Led) 5. Foto Diyot 6. Ayarlanabilir Kapasiteli Diyot (Varaktör - Varikap)

SELÇUK ÜNİVERSİTESİ "RADYASYON GÜVENLİĞİ ÜST KURULU KURULUŞ VE ÇALIŞMA ESASLARI YÖNERGESİ BİRİNCİ BÖLÜM. Amaç, Kapsam, Yasal Dayanak ve Tanımlar

Alüminyum Hedefte Depolanan Enerjinin Elektron Enerjisi ile Değişimi. Variation of Deposition Energy with Electron Energy in Aluminum Target

Işınım Kaynakları İçin Benzetim Programları I: SPECTRA

6. Osiloskop. Periyodik ve periyodik olmayan elektriksel işaretlerin gözlenmesi ve ölçülmesini sağlayan elektronik bir cihazdır.

Yeni bir radyoterapi yöntemi: Hadron terapi

RADYOTERAPĠ UYGULAMALARINDA GÜNCEL YAKLAġIMLAR. Prof. Dr. Meltem Nalça Andrieu Yakın Doğu Üniversitesi Tıp Fakültesi Radyasyon Onkolojisi AD.

Malzeme muayene metodları

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

PANKREAS KANSERİNİN KÜRATİF TEDAVİSİNDE UYGULANAN KONFORMAL VE YOĞUNLUK AYARLI RADYOTERAPİ TEKNİKLERİNİN DOZİMETRİK OLARAK KARŞILAŞTIRILMASI

Vakum Teknolojisi * Prof. Dr. Ergun GÜLTEKİN. İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi

BÖLÜNMÜŞ IMRT ALANLARININ BİRLEŞİM BÖLGELERİNDEKİ DOZ DAĞILIMININ FARKLI DOZİMETRİK YÖNTEMLERLE ARAŞTIRILMASI

RADYASYON ve RADYASYONDAN KORUNMA. Cansu Akbay Biyomedikal Yük. Mühendisi Elektrik Mühendisleri Odası Ankara Şubesi

Hızlandırıcı Fiziğine ine Giriş

A A A A A A A A A A A

HIZLANDIRICI FİZİĞİ. HAZIRLAYAN: NAZLI BARIŞ-TTP7 DANIŞMAN: VELİ YILDIZ((Veliko Dimov)

RADYASYON FİZİĞİ 2. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

Bugün Evreni oluşturan tüm enerji toplu iğne ucu büyüklüğünden LHC. Zaman, uzay ve madde Büyük Patlama sırasında ortaya çıktı.

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

FARKLI IN-VIVO DOZİMETRİ TEKNİKLERİ İLE FARKLI IMRT TEKNİKLERİNDE İNTEGRAL DOZ TAYİNİ

FZM443 PARÇACIK HIZLANDIRICILARI. Prof. Dr. Ömer Yavaş

X IŞINLARININ NİTELİĞİ VE MİKTARI

Radyoterapi Tedavi Planlama İşlemleri ve Tedavi Planlarının Değerlendirilmesinde Kullanılan Kavramlar, Tanımları

ANKARA ÜNİVERSİTESİ NÜKLEER BİLİMLER ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ

İlk elektronik mikroskobu Almanya da 1931 yılında Max Knoll ve Ernst Ruska tarafından icat edilmiştir.

RÖNTGEN FİZİĞİ 5 X-ışınlarının özellikleri, kalitesi ve kantitesi. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

BAHAR YARIYILI FİZİK 2 DERSİ. Doç. Dr. Hakan YAKUT. Fizik Bölümü

ELEKTRONLARIN DİZİLİMİ, KİMYASAL ÖZELLİKLERİ VE

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ ELEKTRON DEMET TEDAVİLERİNDE DOKU HETEROJENİTELERİNİN VE

Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fizik Mühendisliği Bölümü F M İ N S E S İ T O P L U L U Ğ U Y A Z I L I R Ö P O R T A J

X-IŞINLARI FLORESAN ve OPTİK EMİSYON SPEKTROSKOPİSİ

Bölüm 5. Tıbbi Görüntüleme Yöntemlerinin Temel İlkeleri. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

Transkript:

Parçacık Hızlandırıcılarının Medikal Uygulamaları 2 Doç.Dr. Bahar DİRİCAN GATA Radyasyon Onkolojisi AD. 09.06.2005

Parçacık Hızlandırıcıları Van de Graff Jeneratörleri Lineer Hızlandırıcılar Betatron Mikrotron Siklotron

Van de Graff Jeneratörleri İlk defa 1931 yılında imal edilmiştir Yüklü parçacıkları elektrostatik olarak hızlandırmak için dizayn edilmişlerdir 2 MV enerjili X-ışını üretirler

Lineer Hızlandırıcılar 1925 te Ising ilk lineer hızlandırıcıyı önerdi İsveç li fizikçi Wideröe bu düşünceyi genişletti 1928 de Civa iyonlarının radyofrekansı Rf voltajı ile hızlandırılmasıyla çalışan ilk lineer hızlandırıcıyı dizayn etti

Lineer Hızlandırıcılar Lawrence ve Livingston 1932 de ilk çalışan Siklotronu inşa ettiler 1940 yılından sonra yüksek frekanslı çok kısa dalga boylu (mikrodalga) osilatörler geliştirildi 1941 de Kerst ilk başarılı betatronu inşa etti

Lineer Hızlandırıcılar İlk medikal lineer hızlandırıcı 1952 de Londra da Hammersmith hastanesinde kuruldu Bu cihazla ilk tedavi 1953 de 8 MV luk X-ışınlarıyla yapılmıştır

Lineer Hızlandırıcılar Çok enerjili X-ışını ve elektronları üreten bilgisayar kontrollü cihazlardır Bremsstrahlug X-ışını spektrumu bir maksimum enerjiye E max (hızlandırıcı potansiyeli) sahiptir Ortalama X-ışını enerjisi yaklaşık olarak 1/3 E max dır

Lineer Hızlandırıcılar Genellikle foton enerjileri 2 kademelidir (örn. 6 ve 25 MV) 1 ve 3 kademeli olanları da vardır Elektron enerjileri genellikle 5 kademelidir elektron enerjileri 9 kademeye kadar (örn. 4,6,8,10,12,15,18,20,22 MeV) olabilir

Lineer Hızlandırıcılar

Lineer Hızlandırıcılar

Lineer Hızlandırıcılar

Lineer Hızlandırıcılar Güç kaynağı modülatöre DC akım sağlar Modülatör içinde bulunan Thyratron lambaları aracılıyla şebekeye pulse lı akım sağlar Elektron tabancasından elde edilen elektronlar 50 kev luk enerji ile hızlandırıcı tüp içine gönderilir Hızlandırıcı tüpler genellikle Bakır dan yapılmıştır

Mikrodalga Kaviteleri ve Klaystron

Magnetron

Magnetron

Klaystron Kesiti

Lineer Hızlandırıcılar Klaystron ya da magnetrondan elde edilen 3000 MHz lik elektromagnetik dalgalar hızlandırıcı tüp içine gönderilir Elektronlar enerji kazanmak ve hızlandırılmak için emd üzerine bindirilir Emd ların hızı elektronlardan fazla olduğu için tüp içindeki dairesel diskler ile azaltılır

Lineer Hızlandırıcılar Disklerin boyutları ve aralarındaki uzaklık dalganın hızına göre belirlenir Elektronlar sinüsoidal elektrik alanıyla denizdeki bir sörfçünün dalgadan enerji kazanmasına benzer şekilde hızlanırlar Kazandıkları enerji 5 MeV/m dir Daha küçük boyutlu cihazlar yapmak için 90 veya 270 saptırıcı (bending) magnetler kullanılır

270 saptırıcı magnetler

Lineer Hızlandırıcıdaki yardımcı sistemler Sıcaklığı düzenlemek için bir soğutma sistemi Dalga klavuzunda vakum oluşturmak için bir iyon pompası sistemi Pnömatik sürücüler için bir basınç sistemi İletici dalga klavuzunun dielektrik dayanıklılığını artırmak için bir gaz sistemi

Hızlandırıcı Dalga Kılavuzları Hareketli dalga kılavuzu Duran dalga kılavuzu

Hareketli dalga kılavuzu Mikrodalga gücü elektron tabancasının bulunduğu uçtan verilir Hızlandırıcı tüpün sonunda kalan mikrodalga enerjisini soğuran dummy yük vardır Bu yük dalgaların geriye yansımasına engel olur

Hareketli dalga kılavuzu

Duran dalga kılavuzu Dalga kılavuzu sonunda mikrodalga gücü soğurulmaz, kılavuza doğru geri yansıtılır Mikrodalga güç direnci elektronların elektron tabancasından girdiği uçtadır

Duran dalga kılavuzu Bir tam mikrodalga periyodu için duran dalga elektrik alanları

Lineer Hızlandırıcı Tedavi Kafası

Lineer Hızlandırıcı Tedavi Kafası Monitör iyon odaları

Elektron Demetleri

Kolimatörler Primer standart kolimatör İkincil (Jaw) kolimatör Asimetrik kolimatör Multilif kolimatör (MLC)

Kolimatörler

MLC

Wedge

Betatron Magnetik alanın değişimiyle elektronlar dairesel bir yörüngede hızlandırılırlar Daire şeklindeki hızlandırıcı tüp alternatif akım ile çalışan bir elektromıknatısın kutupları arasına yerleştirilmiştir Elektron tabancasından sağlanan elektronlar havası boşaltılmış hızlandırıcı tüp içine enjekte edilirler

Betatron Elektronlar istenilen enerjiye ulaştıklarında bir hedefe çarptırılarak X-ışını demetleri veya saçıcı foile çarptırılarak geniş elektron demetleri elde edilir Betatronlar 1950 yıllarından sonra kullanılmaya başlanmış 1970 li yıllarda yerini lineer hızlandırıcılara bırakmışlardır

Betatron X-ışını doz verimleri düşük olması ve geniş alan tedavilerine uygun olmamaları nedeniyle yapımlarına son verilmiştir Elektron tedavisine daha uygun olup, elektron doz verimleri yüksektir

Mikrotron Lineer hızlandırıcı ile siklotron karışımı bir tedavi cihazıdır 1972 yılından sonra İsveç teki Scanditronix AB firması tarafından geliştirilmiş ve Umea Üniversitesinde kullanılmıştır

Mikrotron İlk olarak 6 ve 14 MV foton demetleri Daha sonra 6 ve 22 MV foton demetleri Ayrıca 3, 5, 7, 9, 11, 13, 16, 18, 20 ve 22 MeV elektron demetleri veren mikrotronlar imal edilmiştir

Mikrotron Elektronlar tek mikrodalga kavitesi içinde elektrik alanı aracılığıyla hızlandırılırlar Magnetik alan elektronlara dairesel bir yörünge sağlar, elektronların kavite içinden her geçişte enerjileri artar Mikrodalga güç kaynağı olarak magnetron veya klaystron vardır

Mikrotron Yapıları basit ve enerji seçimi kolaydır Tek bir mikrotron jeneratörü birkaç tedavi odasına elektron demeti sağlayabilir Böylelikle foton, elektron ve intraoperatif tedavi aynı anda yapılabilir

Siklotron İlk defa 1932 de Ernest Lawrence tarafından yapılmıştır Proton veya ağır yüklü parçacıklar ivmelendirilerek yüksek enerjilere ulaştırılırlar Siklotron merkezinde bir iyon kaynağı yeterince yüksek enerjide (örn.100 ev) elektronlarla bombardıman edilir

Siklotron Çarpışmalar sırasında birçok pozitif iyon meydana gelir Pozitif iyonlar iyon kaynağının duvarındaki bir küçük delikten siklotrona girerler ve ivmelendirilirler

Siklotron

Siklotron D.ler bir magnetik alana yerleştirilir (B=1,6 Weber/m 2 ), bu magnetik alan büyük elektromagnetlerle sağlanır İyonlar basıncı 10-6 mmhg civarına düşürülmüş boşlukta hareket ederler İyonun yörüngesi D.nin dış kenarına geldiğinde negatif yüklü bir saptırıcı levha onu yörüngesine çeker

Siklotron Kısa yarı ömürlü radyolüknidleri elde edilmesinde kullanılır I 123, C 11, N 13, O 15, O 19, F 18, Fe 52

Siklotronda elde edilen radyonüklidlerin yarı ömürleri C 11 : 20 dk N 13 : 10 dk O 15 : 2 dk Fe 52: 8 saat F 18 : 110 dk I 123 : 13 saat

Radyoterapide Lineer Hızlandırıcılarla Tedavi Teknikleri Konvansiyonel radyoterapi Konformal radyoterapi Stereotaktik radyoterapi Yoğunluk Ayarlı radyoterapi (IMRT) Tomoterapi

SRS

SRS GATA Radyasyon Onkolojisi AD Philips SL25

IMRT

IMRT

IMRT Segmental IMRT Static Step-and-Shoot Method uses a set of fixed beams. each field to be treated is subdivided into a set of smaller sub-segments, each with uniform intensity. sub-segment are delivered one at a time in sequence. radiation is not on when the leaves are moving to the next segment. Step N. Dogan / April 2004 Shoot Shoot Step Segment 1 Segment 2 Step Shoot Shoot Segment 3 Segment 4 Step

IMRT IMRT Delivery Leaf width Leaf motion direction Typical intensity distribution of a beam produced by IMRT optimization N. Dogan / April 2004

Tomoterapi NOMOS MIMiC Multileaf IntensityModulating Collimator N. Dogan / April 2004 Courtesy: NOMOS

Tomoterapi Sequential (Tomographic) IMRT Deliverable SC Optimized Deliverable SC Optimized Deliverable SC optimized Deliverable recalculated SC with optimized MC recalculated with MC Deliverable MC optimized Deliverable MC optimized Couch Indexing N. Dogan / April 2004 Courtesy: NOMOS

Teşekkür Ederim