Search

Radiation is important in dental science as it is used in both diagnostic and also in treatment issues. The teeth are every single day exposed to a significant amount of wear due to remaining hard particles from food and tooth brushing or even due to the contact with the other teeth. Dental restorations are widely used to correct the damage caused by this wear. In this study, it is aimed to determine the radiation shielding properties of the dosimetric materials which are namely hydroxyapatite (HAP) and urethane di(meth)acrylates (UDMAs). The linear attenuation coefficients of dosimetric materials were calculated using GAMOS (Geant4-based Architecture for Medicine-Oriented Simulations) Monte Carlo simulation code. The obtained results were also compared with the calculation done using XCOM. The mean free path (mfp), half value length (HVL), and tenth value length (TVL) have also been obtained. The highest LAC value was obtained for S2 sample for 511, 662, 835, 1173, 1275, and 1332 keV energies (0.170, 0.149, 0.133, 0.112, 0.108, and 0.105 cm−1, respectively) and the lowest LAC values were obtained for S3 sample for 511, 662, 835, 1173, 1275, and 1332 keV gamma energies (0.102, 0.091, 0.082, 0.069, 0.066, and 0.065 cm−1, respectively). [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Amaç: Modern tedavi planlama sistemi (TPS) optimizasyon algoritmaları ile hesaplanan doz dağılımlarının tedavi sırasında oluşan rastlantısal hatalar ile birleşmesiyle meydana gelen geometrik ve dozimetrik belirsizlikler, hasta varlığında gerçek zamanlı kalite kontrol (QA) metotlarına olan ihtiyacı arttırmaktadır. Bu çalışmada, TPS optimizasyon algoritmalarının oluşturduğu doz akılarının, tedavi esnasında gerçek zamanlı olarak kaydedilmesi ve Monte Carlo (MC) tabanlı hesaplatılan doz akıları ile karşılaştırılarak değerlendirilmesi amaçlandı. Gereç ve Yöntem: Çalışmada, MC tabanlı "for Geometry and Tracking (GEANT4) (v.11.0.3)" bilgisayarlı simülasyon yazılımı kullanılarak, Varian TrueBeam STx cihazının sırasıyla Y1 - Y2 ve X1 - X2 jawları, yüksek çözünürlüklü çok yapraklı kolimatör (HDMLC) gibi bileşenleri geometrik olarak modellendi. Radyasyon kaynağı olarak, mevcut cihaz için oluşturulmuş olan ve içerisinde parçacık tipi, sayısı, ağırlığı, konumu, enerjisi ve momentumu parametrelerinin bulunduğu faz uzayları kullanıldı. MC simülasyonunda, geometrik boyutları değiştirilebilen; radyasyon akısı, dozu, parçacık sayısı ve enerjisi, vb. gibi parametreleri kaydedebilen alansal (iki boyutlu sıralı dizi) bir detektör tasarlandı. Simülasyon modeli, bilgisayarlı tomografi (BT) görüntülerinin kullanılabileceği yapıda tasarlandı. Söz konusu GEANT4 modelinde bulunan hareketli bileşenlerin, "C++" programlama dili kullanılarak, MC simülasyonu içerisinde hareket ettirilmesi sağlandı. "Python (v.3.9)" ve "Bash" gibi programlama dilleri kullanılarak mevcut simülasyon modelinin TPS'den alınan plan parametreleri ile çalışabilmesini sağlayan bir yazılım geliştirildi. Geliştirilen yazılıma "QT (v.5)" programlama dili ile bir kullanıcı arayüzü tasarlandı. GEANT4 tabanlı tasarlanan ve halen geliştirilmeye devam eden yazılım ile kullanılan Varian TrueBeam STx simülasyon modeli; 6MV, 6MV-FFF, 10MV, 10MV-FFF ve 15MV foton enerjilerinde, farklı alan boyutları için hesaplatılan yüzde derin doz (PDD) ve alan profilleri (inline-crossline), aynı koşullarda PTW marka su fantomu ile alınan gerçek zamanlı ölçümler ile kıyaslanarak test edildi. Simülasyon hesapları ile gerçek zamanlı ölçümlerin karşılaştırmasında "Matlab (v.2021b)" programı kullanıldı. Bulgular: MC simülasyonları ve gerçek zamanlı su fantomu ölçümlerinin inline ve crossline profilleri arasındaki maksimum farklar 6MV, 6MV-FFF, 10MV, 10MV-FFF ve 15MV enerjileri için sırasıyla; %1,4, %2,5, %0,5, %0,8 ve %0,8 olarak bulundu. PDD'ler arasındaki farkları ise 10x10cm2 alan boyutları için sırasıyla; %0,90, %0,10, %0,70, %0,70, ve %0,05 olarak bulundu. TPS'den alınan volümetrik ayarlı ark terapi (VMAT) plan çıktılarının (RPlan), geliştirilen QA yazılımı ile yapılan MC simülasyonu hesapları ile gerçek zamanlı ölçümler gamma analizi metodu ile karşılaştırıldı. Sonuç: GEANT4 tabanlı Varian TrueBeam STx simülasyon modelinin geometrik ve dozimetrik parametrelerinin gerçek zamanlı Varian TrueBeam STx cihazı ile uyumlu olduğu görüldü. Geliştirilen QA yazılımı ile hasta çıkış dozu metodunun kullanımı, tedavi sırasında gerçek zamanlı hasta bazlı QA yönteminin uygulanabilir olduğunu göstermektedir. Bu sayede hasta tedavilerinin kümülatif dozimetrik performans değerlendirmesi mümkün olabilir. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

OBJECTIVE This study aims to contribute to the literature the broadened demonstration of energy-related and field size-related responses of three different cylindrical ionization chambers, commonly used for clinical applications of the therapeutic photon beams, using GEANT4 code. METHODS GEANT4 simulation of Varian TrueBeam STx was compared with the real-time measurements. The variations in the output factor (OF) measurements depending on field sizes ranging from 0.6×0.6 cm2 to 30×30 cm2 and photon energies of 6MV, 6MV-FFF, 10MV, 10MV-FFF, and 15MV were recorded for each chamber and compared with the GEANT4 simulations. Response of the chambers was analyzed depending on those OFs. RESULTS The GEANT4 simulation model was validated. All the chambers were in a good agreement within 1.5% for field sizes between 4×4 cm2 and 30×30 cm2. The farmer chamber presented a major deviation up to 22% for the field sizes smaller than 4×4 cm2. Semiflex and pinpoint chambers have an agreement within 2% and 5.5% for 3×3cm2 and 2×2 cm2, respectively. CONCLUSION The chambers evaluated in this study can be used reliably for all photon energies and field sizes between 4×4 cm2 and 30×30 cm2. To obtain accurate measurements for field sizes smaller than 3×3 cm2, it is recommended to use detectors with a smaller sensitive volume instead of the detectors used in this study. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Amaç: Günümüzde yeni teknolojiler ile birlikte tedavi tekniklerinin artan karmaşıklığı ve hipofraksiyone rejimlerin kullanımı, gelişmiş düzeyde doğruluk ve güven gerektirir. Bu çalışmanın amacı meme radyoterapisi uygulanan hastalarda cilt işaretleyicileri ve yüzey görüntüleme sistemi kullanımı arasında inter-fraksiyonel hasta konumlandırma hatalarını karşılaştırmak ve setup belirsizlikleri nedeniyle serbest nefes alma (Free Breathing-FB) ve derin nefes tutma (Deep Inspiration Breath Hold-DIBH) radyoterapi teknikleri için gerekli PTV marjlarını hesaplamaktır. Gereç ve Yöntem: Mart 2021 ve Aralık 2022 tarihleri arasında kliniğimizde tüm meme veya göğüs duvarı radyoterapisi alan 80 hastanın toplam 2209 fraksiyonuna ait tedavi verileri retrospektif olarak analiz edildi. FB tekniği ile birlikte birinci grup hastaya bilgisayarlı tomografi cihazında yerleştirilen cilt işaretleyiciler, Elekta lineer hızlandırıcı cihazında bulunan oda lazerlerine hizalanarak hastalar konumlandırıldı ve plana özel kaydırmalar yapıldı. İkinci grup hastaya simülasyon aşamasında FB veya DIBH teknikleri için Sentinel™ (C-RAD AB, İsveç) sistemi ile optik yüzey tarama prosedürü uygulandı. Referans yüzey görüntüleri, Catalyst™ HD (C-RAD AB, İsveç) yüzey görüntüleme sisteminden elde edilen gerçek zamanlı görüntüler ile eşleştirilerek tedavi için hastalar pozisyonlandırıldı. Tüm hastaların, kilovotaj veya Cone-Beam CT (CBCT) görüntüleme sistemleri ile konumları doğrulanıp, 3 boyutlu kaydırma vektörleri hastaların tedavileri boyunca günlük olarak kaydedildi. Her iki setup yöntemini karşılaştırmak için ortalama pozisyonlama kaymaları, kaymaların vektörel büyüklüğü ve setup hatalarını içeren PTV marjları van Herk denkleminden hesaplandı. Bulgular: Tüm hastalardan cilt işaretleyicileri kullanılarak yapılan ortalama pozisyonlama kaymaları vertikal, longitudinal, lateral yönlerde sırası ile 0.20±0.85 cm, 0.32±1.55 cm, 0.18±0.44 cm bulunurken, Catalyst™ HD kullanılarak FB için 0.12±0.15 cm, 0.06±0.17 cm, 0.07±0.23 cm, DIBH için 0.34±0.30 cm, 0.29±0.26 cm, 0.23±0.30 cm olarak bulunmuştur. Her iki setup yöntemi için ortalama pozisyonlama vektörü |r2| ile birlikte hasta sayısı histogramları ve ilgili yönlerdeki ortalama pozisyonlama kaymaları farklı hasta grupları için Şekil 1 ve Şekil 2'de gösterilmiştir. Farklı setup teknikleri arasında 3 boyutlu kaydırma vektörleri arasında herhangi bir yönde istatistiksel olarak anlamlı bir fark (Wilcoxon signed-rank testi-p>0.05) bulunamamıştır. Tüm fraksiyonlar için bütün yönlerde ortalama standart sapma değeri cilt işaretleyici kullanılan hasta grubunda 1.22 cm, yüzey görüntüleme sistemi kullanılan hasta grubunda 0.61 cm olarak hesaplanmıştır. Sonuç: Bu çalışma, cilt işaretleyicileri ve yüzey görüntüleme sistemi ile konumlandırılan hastaların pozisyonlama kaymaları arasında anlamlı bir fark olduğunu göstermektedir. Yüzey görüntüleme sistemi meme radyoterapisinde setup doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini arttıran invaziv olmayan avantajlı bir yöntemdir. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Objective: The behavior of beta particles under the magnetic field was investigated both theoretically and experimentally based on the assumption of reducing the damage to the normal tissues created by using magnetic field in radionuclide therapy. Methods: A water-filled spherical medium and a beta particle source was formed by using Geant4 simulation software for the theoretical study. After applying a homogenous magnetic field, the volume of points at which the particles interact with the medium was calculated by determining particle range. The range of beta particles was examined using yttrium-90 source and Gafchromic films for the experimental study. The setup was kept in normal room conditions and in the magnetic resonance imaging device. Then the irradiated films were analyzed by creating isodose curves. Results: With the increase of the magnetic field, the number of hits at the center was increased, but the number of hits at the outer boundaries decreased inversely proportional to the strength of the magnetic field. The change perpendicular to the magnetic field was greater as compared to the change parallel to the magnetic field. The volume of hits of beta particles got smaller with the increase of the magnetic field. Conclusion: When magnetic field is increased, the decrease in the number of interactions at the outer boundaries became more pronounced in the perpendicular direction to the magnetic field. The effect of magnetic field was more apparent for higher energy beta particles than lower energy particles. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

The radiation shielding properties of some ceramic materials have been measured and obtained results were compared with the simulation. Gamma rays with energy of 662, 1173, and 1332 keV produced from 137Cs and 60Co radioactive sources were utilized in the experimental part of this work to measure linear attenuation coefficients (LAC). A gamma spectrometer with a 3″ × 3″ NaI(Tl) detector, high-voltage electrical components, a preamplifier, an amplifier, and 16384-channel Multi-Channel Analyses (MCA). For simulation the Monte Carlo method to compute and evaluate the linear attenuation coefficients of ceramic materials employed in the human body as synthetic or natural materials. In the simulations conducted with the Gamos 6.2 software, a mono-energetic point photon source geometry between 1 keV and 15 MeV was employed in the computational phase of the investigation by focusing a parallel photon beam toward the absorber material. • The radiation shielding properties of some ceramic materials have been measured and compared with the simulation. • Gamma rays with energy of 662, 1173, and 1332 keV were used for experiment. • A gamma spectrometer system with a 3″ × 3″ NaI(Tl) detector was used for experiment. • For simulation the Gamos Monte Carlo code was used to obtain the linear attenuation coefficients. • In the simulations, a mono-energetic point gamma source geometry between 1 keV and 15 MeV. [ABSTRACT FROM AUTHOR]