DEDEKTÖRLER VE ÖLÇÜM TEKNİKLERİmedikalfizik.org/uploads/kurs/sunum/Dedektorler-ve... · Yarı İletken Dedektörler In-vivo kullanıma uygun Sıcaklık bağımlılığı sergilemekte

IAEA , ABSORBE DOZ PROTOKOLLERİ VE KLİNİK PRATİKLERİ

NEOLİFE, ISTANBUL

01 Aralık 2018

DEDEKTÖRLER VE ÖLÇÜM TEKNİKLERİ

Doç. Dr. Doğan YAŞAR

[email protected]

EXTERNAL BEAM RADYOTERAPİ

IAEA - Absorbe Doz Protokolleri ve Klinik Pratikleri 1

Başarılı bir radyoterapi, hedef (tümör) içinde düzgün bir

doz dağılımı gerektirir.

ICRU Rapor No- 50

Hedefe uygulanan doz dağılımı

+7 % ile –5 % arasında olmasını

tavsiye etmektedir.

Radyoterapide Dozimetre


Doğruluk ve hassasiyet

- Dozimetri ölçümlerinin kesinliği,

- Dozimetri ölçümlerinin doğruluğu,

- Belirsizliği

Doz ve doz hızı ölçümü lineer olmalı

Enerji bağımlılığı olmamalı

Radyasyon tipine bağımlı olmamalı

Yöne bağımlılığı olmamalı

Isı ve rutubete dayanıklı olmalı

Doğrudan okuma yapabilmeli

İdeal dozimetre özellikleri


İyonizasyon Odaları

- Silindirik iyon odaları

- Paralel plan iyon odaları

Yarı İletken Dedektörler

- Diyot

- Diamond

- MOSFET

Dedektörler



İyonizasyon Odaları;

Foton ve elektron demeti kalibrasyonlarında kullanılmakta,

• Silindirik iyon odalarının kullanım alanı:

• Orta volt X-ışını

• Mega volt X-ışını

• 10 MeV ve üzeri elektronlar

• Paralel Plan iyon odalarının kullanım alanı:

• Yüzeysel X-ışını (soft X-ray)

• 10 MeV altı elektronlar

• Yüzey doz ve build-up bölgesindeki foton demeti

IAEA Absorbe Doz Protokolleri ve Klinik Pratikleri 6

Hacim : 0.015 – 1.0 cm3

Uzunluk: 25 mm

İç çapı : 7 mm

Elektrot : 1.0 mm Al

Duvar malzemesi 0.1 g/cm2

Build-up cap : 0.5 g/cm2

Enerji aralığı : 30 kV - 50 MV

6 MeV - 50 MeV

- Silindirik İyon Odaları


Hacim : 0.02 – 0.35 cm3

Kullanım alanı : Yüksek enerjili foton için

derin doz ölçümlerinde ve Yüksek enerjili

Elektron enerjisinde

Ön pencere : 0.4 mm

Enerji aralığı : Co-60 - 50 MV

2 MeV- 45 MeV

- Paralel plan iyon odaları



- Diyot dedektör

Hassas hacim : 0.017 – 0.25 mm3

Radyasyon kalitesi :

Fotonlar: büyük alanlarda korumalı diyot,

Elektronlar :korumasız diyot kullanılır

Sıcaklık bağımlılığı : % 0.3 – 0.6

Bias voltaj : 0 V DİKKAT!!!!

Enerji bağımlılığı : keV için çok yüksek,

MeV için nispeten yüksek

Disk alanı : 1 mm2

Enerji aralığı:

Co-60 - 25 MV, 1x1 ila 10x10 cm2

1 MeV- 25 MeV 1x1 ila 40x40 cm2



- Diamond dedektörler

Aktif hacim : 0.004 mm3

Radyasyon kalitesi : Foton ve elektron

Doku eşdeğerli

Enerji bağımlılığı : çok düşük

Radyasyon yönü bağımlılığı % 1.0 40o

Sıcaklık bağımlılığı : çok düşük

Bias voltaj : 0 V

Radyasyon hasarına dirençli ve yüksek hassasiyet



In-vivo kullanıma uygun

Sıcaklık bağımlılığı sergilemekte

Foton ve elektron kalitesine uygun ancak enerji bağımlılığı

Toplam absorblanan dozla lineersizlik görülebilmekte,

düzenli sensitivite testi gerekir

Bias voltaj değişimlerine hassastır

Sınırlı bir kullanım ömrü

- MOSFET Dedektörler Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor

Atmosferik parametreler,

Ortam sıcaklığı

Ortam basıncı

Rutubet

Dozimetrik Ölçümü Etkileyen Parametreler


İyon odası voltajı

Polaritesi

Sızıntı akımı

İyon odası gövdesi (stem) etkisi

İyon odasında üretilen sinyal; Etkin iyon odası hassas hacim

Hacmi dolduran gaz bağlıdır

Atmosferik Parametreler;

sıcaklık, basınç rutubet


Hassas hacimdeki havanın

kütlesi,

mair=airVeff

Pratikte iyon odası okuması standart yoğunluğa düzeltilir,

air(Ts,Ps)=1.293x10-3 g/cm3

s

ssairairP

P

TPTPT

)15.273(

15.273),(),(

P

P

T

Tk s

s

TP

15.273

15.273

!!!!!! Referans sıcaklık To:20 oC, Amerika ve Kanada’da To:22 oC

Voltaja bağlı polarite etkisi

Polarite Etkisi


Polarite etkisinin temel özelliği; MV fotonlarda maksimum doz derinliğinden büyük derinlikte ihmal edilir

(z zmax)

Orta voltaj demet ve MV foton demetinin build up bölgesinde önemli

olabilmekte

Elektron demetinde polarite etkindir

!!!!!!!! Polarite düzeltmesi % 3’ü geçen iyon odası, radyasyon demeti

kalibrasyonunda kullanılmamalıdır.

Voltaja bağlı polarite etkisi;

İyon odası toplayıcı elektrotu ve koruma elektrotu arasındaki potansiyel

farkıyla elektrik alanın burulması

Gaz hassas hacmini tanımlayan elektrik alan çizgilerinin aralık yük

bükülmesi

Merkezi elektrot etrafındaki boşluğun yük dağılımında pozitif ve negatif

iyonların neden olduğu farklılık, (TRS-277, TRS-381)


M

VMVMVk pol

2

)()()(

Voltaja bağlı polarite etkisi;


22.11.2010 12:30 22.11.2010 13:30 22.11.2010 14:30

5,841x10-10

5,847x10-10

5,852x10-10

5,858x10-10

5,864x10-10

5,870x10-10

5,876x10-10

5,882x10-10

5,888x10-10

5,893x10-10

5,899x10-10

22.11.2010 12:30 22.11.2010 13:30 22.11.2010 14:30

1,592x100

1,594x100

1,595x100

1,597x100

1,598x100

1,600x100

1,602x100

1,603x100

1,605x100

1,606x100

1,608x100

985,0

986,0

987,0

988,0

989,0

990,0

991,0

992,0

993,0

994,0

994,9

18,05

18,24

18,43

18,62

18,81

19,00

19,19

19,38

19,57

19,76

19,95

1,60258 Gy/min

1,60291 Gy/min

Leckstrom = 2·10-15

A

DW

bezogen auf den 15.11.2010, 00:00 Uhr = 1,60275 Gy / min

I=5,8629·10-10

A ±4,1·10-14

A

I=5,8712·10-10

A ±3,1·10-14

A

400 V an Mess-Elektrode

-400 V an Mess-Elektrode

Str

om /

A

Meßeinrichtung Cobalt (neu) mit NE2571 / 2906 unter Referenzbedingungen

Meßbereich ADC: 10V, 83.dat

.

DW

/ G

y/A

s

Dru

ck /

hPa

T /

°C

DİKKAT!!!!


iyon odası, kalibrasyon yapıldığı potansiyel ve polaritede

kullanılması esastır

Polaritedeki her değişimi takiben iyon odasının kararlılığı

sağlanıncaya kadar tekrarlı ölçümler alınmalıdır

Elektrometrenin açılması ve polarize voltajın uygulanmasıyla

kararlı okuma alınabilmesi amacıyla sistemin dengeye

gelmesi için geçen süre elektrometrenin kararlılık zamanıdır.

Ölçüm öncesi dozimetre çalışır duruma getirilerek elektronik

devreler termal dengeye gelmesi sağlanır.

Tolerans ± % 0.1

Dozimetre Kararlılığı


Dozimetrede meydana gelen sızıntı akımı, radyasyonun

etkisi dışındaki sinyali temsil etmekte,

Muhtemel sebepler;

Koruyucu elektrotlar, rutubet,

Düşük kablo kalitesi, kablo kaynaklı gürültü, konnektör

kirliliği

Elektrometre, konnektör, rutubet, elektronik aksam

Dozimetrede Sızıntı Akımı


Radyasyonun gelme açısıyla dozimetrenin tepkisindeki

değişkenlik dozimetreye bağlı açı ve yöne bağımlılık

olarak bilinir.

İyon odaları gelen radyasyonun enerjisi ve yapısal

detaylara bağlı olarak yöne bağımlılık sergiler

Tedavide kullanılan dozimetreler genellikle kalibre

edildiği geometride kullanılmalıdır.

İyon Odası Işınlama Yönü


Ölçüm sistemi çalışır duruma getirildikten sonra termal dengeye

ulaşması beklenmelidir

Radyasyon uygulandıktan sonra alınan ilk birkaç okumada

dağılım olmakta

Doz ölçümü öncesi iyon odası, iyonizasyon dengesini sağlaması

için en az 5 Gy doz uygulanması gerekir

Ön Işınlama ve Doz Kararlılığı


İyonlaştırıcı radyasyon ölçen bütün dozimetreler

Mevzuata uygun olarak belirlenen aralıkta,

Ölçüm kararsızlığı durumunda

Tamir bakım sonrası

kalibrasyonların yaptırılması sağlanmalı

Kalibrasyon


TEŞEKKÜR EDERİM

Documents

DEDEKTÖRLER VE ÖLÇÜM TEKNİKLERİmedikalfizik.org/uploads/kurs/sunum/Dedektorler-ve... · Yarı İletken Dedektörler In-vivo kullanıma uygun Sıcaklık bağımlılığı sergilemekte