Özgül soğurma oranlarının görüntüsel bir vücut modeli yardımıyla monte carlo yöntemi kullanılarak belirlenmesi

Abstract

ÖZGÜL SOĞURMA ORANLARININ GÖRÜNTÜSEL BİR VÜCUT MODELİ YARDIMIYLAMONTE CARLO YÖNTEMİ KULLANILARAK BELİRLENMESİNuri YORULMAZÖZETNükleer Tıp prosedürlerinde tanı, teşhis veya tedavi alanında vücuda çeşitliyollarla verilen radyoaktif izotopların, söz konusu organ dışında diğer hayati önemesahip organlara etkisi hasta sağlığı açısından önemli bir risk faktörüdür. Prosedüruygulanmadan önce bu risk faktörü göz önüne alınarak, söz konusu organa uygunradyoaktif izotop ve miktarı seçilmelidir. Tabi bu risk tespiti için canlı deneklerkullanmanın kısmen zor ve imkansız olmasının yanında, tehlikeli sonuçlardoğurabileceğinden, genellikle simülasyon adı verilen bilgisayar ortamında yapılanölçmeler tercih edilir. Bu tür simülasyonlarda gerçek insan, organ ve dokuözelliklerine sahip görüntüsel vücut modelleri kullanılarak yardımcı bir bilgisayarprogramı ile ölçümler alınır. Kullanılacak bilgisayar programında iyonize ediciradyasyonun maddesel ortamda geçirecekleri fiziksel etkileşimlerin bire birmodellenmesi ölçümlerin doğruluk derecesi açısından önemlidir.Monte Carlo Yöntemi, genel olarak çeşitli istatistik teknikler kullanarak birolayı veya deneyi sayısal olarak modeller. Bu çalışmada bir Monte Carlo metoduolan ve radyasyon taşınması ile ilgili MCNP programı kullanılmıştır. MCNPprogramında simüle edilecek olay için kullanılacak görüntüsel vücut modeli olarak,bir insanın gerçek anatomisine dayanılarak oluşturulmuş VIPMAN kullanılmıştır.Radyasyon kaynağının vücut dışında bulunduğu VIPMAN ile ilgili çalışmalarındışında, VIPMAN vücut modelinin kullanıldığı bu çalışmada ilk defa radyasyonkaynağı vücut içerisinde düşünülmüştür.Yapılan simülasyonlarda bir nükleer tıp prosedürü sırasında söz konusu organdışında, diğer hayati öneme sahip organların radyoaktif kaynaktan yayılan radyasyonenerjisini soğurma oranları belirlenmiştir. Bu değerlere özgül soğurma oranı(Specific Absorbed Fraction, SAF) adı verilmektedir. Aynı zamanda kaynağınaktivitesi ile ilgili olarak, her birim kümülatif aktiviteye karşılık, hedefte biriken dozolarak tanımlanan ve S-değeri olarak adlandırılan diğer önemli bir risk faktörününölçümleri de yapılmıştır.Bu çalışma sonucunda elde edilen sonuçlar literatürde bulunan değerlerlekıyaslanarak, nükleer tıp prosedürlerinde kullanılan radyoaktif izotopların insansağlığı açısından risk dereceleri belirlenmiştir. Ayrıca her simülasyon için organdozları tespit edilerek her sintigrafi çeşidi için vücudun aldığı etkin doz değerihesaplanmıştır.

COMPUTING SPECIFIC ABSORBED FRACTIONS USING A TOMOGRAPHIC BODYMODEL AND THE MONTE CARLO TECHNIQUENuri YORULMAZSUMMARYIn nuclear medicine procedures, effects of radioisotopes injected or orallyadministered into patient?s body are important risk factors for critical organs otherthan the organ of interest. Before the procedure, the type and amount of theradioisotope convenient for the organ under study is selected. However, determiningthe risk involved using human subjects is difficult or impossible and may causeunwanted results and therefore computer simulations are usually employed for thispurpose. In such studies, body models based on the anatomy of real persons are usedto compute the quantities of interest and the computer programs take into account thecorrect representation of the physical interactions of the ionizing radiation with bodystructures.The Monte Carlo method numerically models an event or an experiment usingsome statistical techniques. In this study, the Monte Carlo code MCNP was used totransport the photon radiation within human body, which was represented by thewhole-body model VIP-Man. It is the first time that this model was used for internaldose calculations.The simulations involved computing the fraction of radiation energy absorbedby critical organs and tissues other than the one containing the photon source. Thesevalues are called specific absorbed fraction (SAF). In addition, the radiation absorbedin target organs per unit of cumulated source activity (S-value) was also determined.The results obtained from this study are compared with those from the literatureto obtain information on the risk factors involved in using radioactive isotopes in anuclear medicine procedure. In addition, organ doses were determined for eachsimulation to calculate the effective dose involved in such a procedure.