Naslov
Homogenizacija doznih gradijenata oko fokalnih izvora kompenziranim fotonskim snopovima
(Dose gradient homogenization around focal sources using compensed photon beams)

Autori
Jurković, Slaven

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, magistarski rad

Fakultet
Prirodoslovno-matematički fakultet

Mjesto
Zagreb

Datum
29.06

Godina
2001

Stranica
95

Mentor
Bistrović, Matija

Ključne riječi
modulacija jakosti doze; radioterapija
(intensity modulation; radiotherapy)

Sažetak
Fokalni izvori koji se koriste u brahiterapiji omogućuju dobro ozračivanje užeg područja cerviksa i korpusa uterusa. Naime, brzi pad jakosti doze u blizini izvora rezultira visokom dozom u užem području oko fokalnih izvora, dok je ostatak ciljnog volumena subdoziran. Zbog toga je nužno dozračivanje snopnom radioterapijom. Ciljni volumen je podijeljen na četiri anatomski definirana pojasa unutar kojih se određuje donja granica doze kojom bi određeno područje trebalo biti ozračeno. Drugim riječima, zahtijeva se da rezultat superponiranih doprinosa bude unaprijed zadana raspodjela doze prema medicinski i radiobiološki definiranim uvjetima. Budući da je raspodjela oko fokalnih izvora određena položajem izvora, treba modificirati snopni doprinos. U tu svrhu je potrebno izraditi specifični kompenzator pomoću kojega se modulira snopni doprinos. Dosadašnji pristup izradi kompenzatora oslanjao se ne grube procjene, pa se ni izradi kompenzatora snopova nije posvećivala velika preciznost. U radu je prikazan teorijski model za izradu kompenzatora koji uzima u obzir primarnu i raspršenu komponentu različitih fotonskih snopova. Najprije je, na osnovi raspodjele oko fokalnih izvora u mjernoj ravnini, određen oblik tražene raspodjele koja treba biti dana kompenziranim snopom. Algoritam se temelji na primjeni modificirane Clarksonove metode računanja doprinosa raspršenog zračenja integracijom SMR(d, r) (Scatter Maximum Ratio) za kružne snopove, na danoj dubini, duž obrisa danog područja. Ta je metoda primjenjiva samo u snopu koji je na poprečnom presjeku homogen. Budući da je ovdje riječ o nehomogenim snopovima, primjenjena je Cunninghamova modifikacija Clarksonove metode u kojoj se linijski integral SMR-a svodi na površinski integral izraza . Numeričkom se integracijom izračunava raspodjela doze koja se potom uspoređuje s traženom raspodjelom. Na temelju usporedbe dobivaju se korekcijski faktori kojima se korigira proračunata raspodjela i ona ulazi u sljedeću iteraciju. Nakon pet iteracija postiže se poklapanje proračunate raspodjele doze s traženom. Na temelju proračuna izrađen je kompenzator koji služi za modulaciju snopova. Na taj je način izrađen model primjenjiv na bilo koji fotonski snop. Raspodjela doze moduliranih snopova 6MV x-zraka linearnog akceleratora je dozimetrijski provjerena. Raspodjela u kompenziranom snopu izmjerena je relativnom dozimetrijom, u vodenom fantomu, pomoću ionizacijskih komora malog volumena. Usporedbom sa teorijski proračunatom raspodjelom nađeno je vrlo dobro slaganje. Filmdenzitometrija se pokazala najprikladnijom dozimetrijskom metodom za određivanje superponiranih doprinosa. Stoga je film, koji je bio prethodno ozračen fokalnim izvorima 137Cs, ozračen moduliranim snopom, te su na taj način superponirane raspodjele doza. Nakon obrade, eksperimentalno dobivena raspodjela je uspoređena sa teorijski proračunatom. Slaganje proračunate i filmdenzitometrirane raspodjele potvrđuje primjenjivost računalnog programa oblikovana na osnovi teorijskog modela, za izradu klinički primjenjivih kompenzatora. U raspravi je razmotreno pitanje potrebe za izradom tako precizno izrađenog kompenzatora snopova. Pretpostavljeno je da se fokalni izvori pomiču nasumično, prema određenoj Gaussovoj raspodjeli, u odnosu na centralnu os moduliranog snopa. Pokazano je da je slaganje konvoluirane raspodjele s proračunatom vrlo dobro i za nasumične pomake fokalnih izvora u mjernoj ravnini reda veličine 1-2 cm. Također je razmotren i slučaj fokalnih izvora koji leže u ravnini koso položenoj prema onoj frontalnoj, te je predložen način kako da se modificira oblik kompenzatora potreban za postizanje tražene raspodjele doze.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Fizika

POVEZANOST RADA