| Biyomedikal Mühendisliği ve Biyomedikal Cihaz Teknolojisi :: Forum :: Biyomedikal :: Biyomedikal Cihazlar ile ilgili Makaleler - Sorunlar - Çözümler |
|
<< Önceki konu | Sonraki Konu >> |
| Lineer hızlandırıcılar ( linak ) | ||
|
Moderatorler: Yasin Çağan, yavuznuri, Kadir
|
| Yazar | Mesaj | ||
| muhammet |
| ||
biyomedikal teknikeri  Kayıtlı Üye #1781 Kayıt Tarihi: 26 Eki 07 saat: 08:04Üniversite:: ktü Mesaj Sayısı: 20 9 kez 9 mesajda teşekür aldı | Bu cihazlar, elektronları uzun tüpler boyunca ivmelendirmek ve çok hızlı hareket edebilmelerini sağlamak için mikrodalgalar kullanılır. Tüpün sonunda yüksek hızda elektronlar hedef aton çekirdeği ile çarpması sonucu yavaşlarlar ve enerjilerinin bir kısmını yitirirler. Elektronların kaybettiği enerji x-ışınlarına dönüşür. Üretilen x-ışınlarının enerjileri, yaklaşık olarak 1MeV enerji ile üretilen elektronların enerjisi ile aynı mertebededir. Örneğin elektronları 10MeV’a ivmelendiren liner hızlandırıcı enerjileri 1MeV’dan 10MeV’a kadar olan x-ışınları üretirler. Bu cihazlar aynı zamanda kobalt-60 ünitelerinden daha yüksek enerji fotonlar üretebilirler. Bununla beraber, linaklarda sabit elektriksel güce ihtiyacları vardır. X-ışın demetine ilaveten bazı linaklar elektronları hedefe çarptırmak yerine, ivmelendirilmiş elektronları direkt kullanırlar. Elektron demetleri hastaya çok fazla giremezler, fakat bunun yerine, dozlarını derinin altında belirli bir derinlikte verirler ( 5 cm’den daha fazla ) ve çabucak dururlar. Bu tip demetler, hedef organın duyarlı bir yapının altında ve deri yakınında bulunması durumunda, uygun doz dağımı sağlarlar.Linaklar enerji düzeyine göre iki gruba ayrılırlar. 1-DÜŞÜK ENERJİLİ LİNEER HIZLANDICILAR:Derin doz özellikleri kobalt-60 cihazlarına benzeyen cihazlardır ancak ışını demetini, saha kenarlarındaki doz keskinliği yönünden kobalt-60 cihazlarına belirgin üstünlük sağlarlar. 2-YÜKSEK ENRJİLİ LİNEER HIZLANDIRICILAR:Kalın hastaların derin yerleşimli tümörlerinin kolaylıkla ışınlanmasına imkan veren yüksek enerjili foton üreten ve saha kenarlarındaki doz dağılım üstünlüğünü sürdüren lineer hızlandırıcılardır. Linaklar ışını elektrik enerjisi kullanarak üreten, düzenleyen ve hastaya gönderen makinalardır. Bu cihazlar su soğutmalı olarak çalışırlar ve buradaki Sıçaklık 33 derece olması gerekir. Mikrodalga odacıkları: İletken bir metalden oluşan silindir şeklindeki odacıklar içinde (8 cm çap), 3000 MHz frekansda titreşim oluşturulur.Elektron hızlandırılması: Odacıkta oluşan bu yüksek frakanslı elektromagnetik dalga, silindirin ortasındaki kanala iletilir ve elektron odacıktan odacığa silindir eksenindeki bu kanal boyunca doğrusal olarak ileri gittikçe hızlanır. Silindirinin çıkışında elektronların hızları, odacıkta aldıkları hızları toplamına eşittir. ELEKTRON HIZLANDIRICILARIN ÇALIŞMA ŞEKLİ:Elektrik akımı modülatörde depolanır. Ve bir kontrol sistemi, bu akımı belli aralıklarla (50-200 frekansında yani saniyenin binde biri aralıklarıyla) titreşimin oluşaçağı klistron veya magnetron adı verilen kısma ve aynı zamanda elektron tabancasına gönderir. Titreşimlerle eş zamanlı olarak sebestlenen elektron grupları hızlandırma odaları içine gönderilir. Hızlandırma odalarına iletilen titreşimlerin hepsinin aynı frekansta olması otomatik olması otomatik frekans kontrol modülü sayesinde temin edilir. Cihazda karşılaşılan arıza tipleri:1- kumanta arıları 5- vakum sistemi arızaları 9- elektron tabancası arızaları2- laser ışık arızaları 6- gantry motor arızaları 10- sigorta arızaları3- alan ışık arızaları 7- tedavi masası arızaları 11- modülatör kabini arızaları4- soğutma suyu arızaları 8- kontrol konsolu arızaları 1- LİNAK çalışma prensibleri X ışın tüpünde olduğu gibi ısıtmak yoluyla metal telden serbestlenen elektronlar, daha yüksek kinetik enerjiye sahip olabilmek için elektromanyetik alan içerisinde hızlanırlar. Bu hızlandırılmış yüksek enerjili elektronlar direk olarak tedavide kullanılabileceği gibi (genellikle yüzeysel tedaviler için) bir hedefe çarptırılarak yüksek enerjili x ışınlarıda elde edilebilir.(derin tedaviler için) Bu şekilde 4 ile 25 MeV enerjisindeki elektronlar ve hedefe çarptırılmaları ile 4-25 MV enerjisinde X ışınları meydana gelir. Konvansiyonel X ışını tüplerinde elektronları 400 kV den daha fazla hızlandırılmalar mümkün değildir. Bu nedenle LİNAK cihazlarında yüksek frekanslı magnetik dalga odacıkları kullanılır. Bu şekilde (-) yüklü elektronların magnetik alandan etkilenerek hızlanması sonucu, yüksek kinetik enerji kazanmaları mümkün olur. Mikrodalga odacıkları: İletken bir metalden oluşan silindir şeklindeki odacıklar içinde ( 8 cm çap), 3000 MHz frekansta titreşim oluşturulur.· Elektron hızlandırılması: Odacıkta oluşan bu yüksek frekanslı elektromagnetik dalga, silindirin ortasındaki kanala iletilir ve elektron odacıktan odacığa silindir eksenindeki bu kanal boyunca doğrusal olarak ileriye gittikçe hızlanır. Silindirin çıkışında elektronların hızları, odacıkta aldıkları hızları toplamına eşittir.· 2. Elektron hızlandırıcıların çalışma şekli: Elektrik akımı modülatörde depolanır. Ve bir kontol sistemi, bu akımı belli aralıklarla (50-200 Hz frekansında yani saniyenin binde biri aralıklarıyla ) titreşimin oluşacağı klistron veya magnetron adı verilen kısma ve aynı zamanda elektron tabancası gönderir. Titreşimlerle eş zamanlı olarak serbestlenen elektron grupları hızlandırma odaları içine gönderilir. Hızlandırma odalarına iletilen titreşimlerin hepsinin aynı frekansta olması otomatik olması otomatik frekans kontrol modlü sayesinde temin edilir. (şekil 12)Hızlandırma odacıklarından çıkan elektronlar 90 veya 270 derece açı ile saptırılarak ışının çıkacağı kafa kısmına yönledililirler. Cihazın kafa kısmı şu bölümlerden oluşur.· X ışını üretimi halinde, elektron huzmesinin çarptığı tungsten hedef:Tüm elektronlar hedefte durdurularak frenleme X ışınlarını oluştururlar.Dairesel ilk kolimatör (ışın huzmesinin çapını tayin eder.)Egalizör denilen ve X ışınlarını homojen hale getiren koni şeklindeki filtreElektron huzmesini homojen hale getiren ( elektrno ışınlaması halinde, yani tungsten hedefin kullanıldığı durumlarda devreye girer) difüzör veya manyetik alan oluşturan elektron süpürgesi: elektronların homojen şekilde dağılımını temin eder.2 ayrı iyonizasyon odası: Verilen dozun 2 odada ölçülmesi ile ışın huzmesinin şiddetli ve simetrik ( doğrusal) olup olmadığının kontolü sağlanır. MEDİKAL HIZLANDIRICILARIN BASİT TANIMI 1 Low –energy photons (4-8 MV)2- Medium-energy photons (10-15 MV) and elektonlar3- High- enerjili fotonlar (18-25 MV) and elektonlar FOTON BEAMS FROM LINACMedikal Fizikte Lineer Hızlandırıcılar 4 Mev den 25 MeV e kadar değişenleri ve elektonlan kinetik enerji ve x ışınları kullanılır.Düşük ve Orta Enerjili X ışınları Dozimetrisi IŞIN AKSINDA DOZ DAĞILIMIELEKTRONIK DENGE: Kompton olayı ile etkileşimde, gelen foton enerjisini ortamdaki bir elektrona verir ve onu harekete geçirir. Dokularada doz emilimide işte bu şekilde meydana gelmektedir. Yüksek enerjili fotonlar tarafından fotonlar tarafından harekete geçirilen ikincil elektronlar yine doku tarafından tutulduğu için, ışının dokuya girdiği yerden biraz derinde gittikçe artarlar ve doku tarafından absorbe edilen dozda gittikçe artar. Foton enerjisi yükseldikçe, sekonder elektronların maksimum menzili de artacağından bu elektronik denge hattı daha derinde oluşurÖrneğin co-60 için 5 mm 5MV lik foton için 15 mm 20 MV de 30 mm GİRİŞ DOZU: Doku içinde ışın aksında ölçülen en yüksek doz giriş dozu olarak adlandırılan De dir. Dokuya giriş noktasından maksimum dozun oluştuğu hatta kadar absorbe dozun giderek artmasının nedeni dokunun ilk katmanında oluşan sekonder elektronların olduğu gibi doku ile kaynak arasındaki havada oluşan ve dokuya varan sekonder elektronlar ile fotonun kolimatöre çarpması sonucu oluşan ve yine dokuya varan diğer sekonder elektronlardır. Havada oluşan bu sekonder elektronların arması maksimum doz derinliğini azaltır.Maksimum doz derinliği şu üç faktörden etkilenir.Kolimatör ile doku arasındaki uzaklık (kaynak cilt mesafesi SSD) belli bir genişlikte sahada maksimum doz hattı SSD kısaldıkça cilde yaklaşır, yani maksimum doz derinliği azalır. Bunun nedeni kolimatörden gelen sekonder elektronların henüz dağılmadan cilde varmalarıdır.Kolimatör Açıklığı: Sabit bir SSD mesadesinde saha genişliği arttıça maksimum doz derinliği azalır yani cilde yaklaşır. DERİN DOZ YÜZDESİ: Belli bir SSD mesafesinde ve belli bir saha genişliğinde yapılan ölçümlerde, ışın aksında x derinliğinde ölçülen Dx absorbe dozununun, maksimum doz derinliğinde ölçülen De absorbe dozuna yüzde olarak oranı derinli verimidir. Ve Rx olarak ifade edilir.Rx=Dx/De 1. Derinlik veriminin foton enerjisi ile değişmesi: Şekilde görüldüğü gibi derinlik verim eğrisi sekonder elektronların dozu arttırıcı etkisiyle, cildden itibaren önce bir yükselme gösterir, elektronik denge hattında maksimum doza ulaşır. Sonra elektron doku tarafından tutulma katsayısına bağlı olarak ekponansiyel bir azalma gösterir. Maksimum dozdan sonra yer alan belli bir derinlikte doz verimi ışın enerjisi ile orantılıdır, yani doz azalması enerjsi düşük x ışınlarında daha fazladır. 2. Derinlik veriminin saha genişliği ile değişmesiSaha genişliği arttıkça saçılan ışınlarda artmakta ve doz artışına yol açmaktadır. 3. Derinlik veriminin SSD ile değişmesi Işın kaynağı ile cilt arasındaki mesafe SSD arttıkça aynı saha genişliğinde deki doz verimi de artar örneğin Co-60 gama ışınında SSD 50 cm de 10x10 cm lik bir alanda 10 cm derinliğinde %49,7 iken SSD 80 cm olunca aynı alanda %55,6 olmaktadır. Yani kaynak cilt mesafesi arttıkça daha yüksek bir derinlik verimi elde edilir. Maksimum doku orantısı (TMR) SSD nin sabit olmadığı durumlarda izosantrik tedavilerde TMR kullanılır. TMR ışın aksında x mesafesindebir noktadaki absorbe dozun (Dx) in De ye oranıdır. IŞIN AKSI DIŞINDA DOZ DAĞILIMI TEK SAHA İÇİN PENUBRA Merkezi ışından ısın aksına dik bir düzlem boyunca uzaklaştıkça dozda şu nedenlere bağlı bir azalma gözlemlenir.Kaynağa olan uzaklığın artmasıSaçılan ışınların doza olan katkısında azalmaGeometrik PenubraGeçirgenlik Penubrası IŞIN MODİFİKATÖRLERİBOLUSBolus doku eksikliğini gidermek amacıyla cild üzerine yerleştirilen ve üstü ışım aksına dik bir düzlem oluşturan, dokuya eşdeğer bir maddedir. Bolus kullanıldığı taktirde cilde ulaşan saçılmış ışın etkisi artar. Dolayısıyla ışının cilde giriş dozu artmış olur. KOMPANSATÖR FİLTRELERIşınlanacak hasta yada yüzeyinin geniş çukur veya tümsek halinde olması durumunda doz dağılımı homojen olmayacaktır. Işınlanacak volümde homojen bir doz dağılımı elde etmek için ışın kaynağı ile cild arasında yer alan ve doku eksikliğini giderecek kadar doz absorblayan bir kompansatör filtre kullanılır. Cild üzerine tatbik edilen bolus kullanımında maksimum doz derinliği azalmakta ve maksimum doz cilde daha yakın bir derinlikte oluşmaktadır. Ayrıca bolus cilde temas ettiğiden bolusun oluşturduğu sekonder elektronlar cild dozunu arttırmaktadır.Kompansatör filtreler aliminyum kalay veya bakır-kalay alaşımlarından yapılır ve doku düzensizliğini tamamlayacak bir şekilde dökülür. KAMA (WEDGE )FİLTRELER Metalden yapılmış bir yüzeyi eğik düzlem oluşturan bu filtreler, ışın aksına dik olan izodoz düzlemlerin eğimli olmasını sağlar. Bu eğim açısına, wedge açısı denilmektedir. [ Düzenlendi 12 Nis 08 saat: 00:26 ] KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK HİZMETLERİ MESLEK YÜKSEK OKULU BİYOMEDİKAL CİHAZ TEKNOLOJİSİ BÖLÜMÜ MUHAMMET KUŞAN | ||
| Başa dön |
| ||
Powered by e107 Forum System