Absolute quantification of I-131 activity in tumors and normal tissue is essential for internal dose estimates and is one of the greatest challenges in contemporary Nuclear Medicine. Therefore, for obtaining more accurate results, the most suitable and clinical applicable method, for both patients and scientists, for the quantification of I-131 has to be found. In the theoretical part of this project, the two methods for the quantitation are explained and analyzed as well as the factors that affect the obtained clinical image followed by the corrections that must be applied for gaining a more discrete image. For the planar technique, two methods for scatter and septal penetration correction were used applying two different matrix sizes specifically, 256x256 and 512x512 matrix sizes. On the other hand, for the SPECT technique, a 64x64 matrix size was used and a comparison between an auto-ROI and a same pattern of ROI segmentation that was produced manually for the purpose of this project, was performed. Furthermore, for patient specific dosimetry the total absorbed dose for the thyroid gland was calculated. Figures and tables for planar and SPECT technique were produced for each matrix size along with the final curve of the absorbed dose of the patient. For the planar technique it was observed that the method proposed by Anne Larsson, according to statistical analysis, gives results with lower statistical errors than the method proposed by Macey. In addition, 512x512 matrix size for the planar technique leads to lower statistical errors when compared with the results from using the 256x256 matrix size. Moreover, for the SPECT technique, the auto-sum that the software of the camera provides gives exactly the same results compared with the manual-sum. Finally, the total thyroid absorbed dose was 45,0472 Gy a result very close to the ICRU proposed dose value. / Η απόλυτη ποσοτικοποίηση της ενεργότητας του I-131 σε καρκινικούς και σε φυσιολογικούς ιστούς είναι απαραίτητη για την εκτίμηση της εσωτερικής δόσης και αποτελεί μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της σύγχρονης Πυρηνικής Ιατρικής. Για τον λόγο αυτό, για την απόκτηση ακριβέστερων αποτελεσμάτων, θα πρέπει να βρεθεί η καταλληλότερη μέθοδος ποσοτικοποίησης, που να είναι εύχρηστη τόσο για τον ασθενή όσο και για το επιστημονικό προσωπικό των νοσοκομείων. Στο θεωρητικό μέρος της παρούσας εργασίας, αναλύονται οι δύο μέθοδοι ποσοτικοποίησης καθώς και οι παράγοντες που επηρεάζουν την ποιότητα της εικόνας ακολουθούμενοι από τους διορθωτικούς παράγοντες για την απόκτηση μιας ευκρινέστερης κλινικής εικόνας. Όσον αφορά την Planar τεχνική, περιγράφονται δύο μέθοδοι για διόρθωση της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας καθώς επίσης και του septal penetration στην τελική εικόνα, χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικά μεγέθη μήτρας, συγκεκριμένα, 256x256 και 512x512. Για την τεχνική SPECT, το μέγεθος μήτρας που χρησιμοποιήθηκε ήταν 64x64 και στην συνέχεια έγινε σύγκριση της περιοχής ενδιαφέροντος (ROI) που έδωσε το λογισμικό της κάμερας με την περιοχή ενδιαφέροντος που σχεδιάστηκε χειροκίνητα για την συγκεκριμένη μελέτη. Επίσης, υπολογίστηκε η συνολική απορροφούμενη δόση στον θυρεοειδή αδένα ενός ασθενούς. Κατασκευάστηκαν διαγράμματα τόσο για την planar όσο και για την SPECT τεχνική και για τα δύο μεγέθη μήτρας καθώς και η καμπύλη απορροφούμενης δόσης του ασθενούς. Παρατηρήθηκε ότι στην planar τεχνική, η μέθοδος που προτείνεται από την Anne Larsson, δίνει καλύτερα αποτελέσματα και μικρότερα σφάλματα συγκρινόμενη με την μέθοδο που προτείνεται από τον Macey. Επιπλέον, παρατηρήθηκε ότι το 512x512 μέγεθος μήτρας δίνει πιο ευκρινή εικόνα απ’ ότι το 256x256 μέγεθος μήτρας. Επίσης, με την SPECT τεχνική, παρατηρείται ότι χρησιμοποιώντας το αυτόματο άθροισμα των κρούσεων που δίνεται από το λογισμικό της κάμερας προκύπτουν τα ίδια ακριβώς αποτελέσματα με την χρήση του αθροίσματος των κρούσεων όταν αυτό γίνεται χειροκίνητα. Τέλος, η τελική απορροφούμενη δόση του ασθενούς υπολογίστηκε 45,0472 Gy, ένα αποτέλεσμα που δεν αποκλείει από τις τιμές που προτείνονται από το ICRU.

Ενώ υπάρχουν πολλές μελέτες που ασχολούνται με ένα συγκεκριμένο ακτινολογικό σύστημα ή συγκρίνουν δύο παρόμοια, η διαφορά στην μελέτη μας είναι ότι μετρούνται πέντε διαφορετικά συστήματα με τα ίδια ακριβώς δοσίμετρα και το ίδιο ακριβώς phantom. Ο σκοπός της έρευνας αυτής είναι να συγκρίνει τις δόσεις τις οποίες λαμβάνει ο εξεταζόμενος από διαφορετικά οδοντιατρικά ακτινολογικά συστήματα. Τα ακτινολογικά συστήματα που προτιμήθηκαν για να συμμετάσχουν στην μελέτη είναι τα παρακάτω: 1) Οδοντιατρικό Σύστημα (Οπισθοφατνιακό) 2) Κεφαλομετρικό Σύστημα 3) Πανοραμικό Σύστημα 4) Υπολογιστικός Τομογράφος (CT) 5) Υπολογιστικός Τομογράφος Κωνικής Δέσμης (Cone Beam CT) Για να μπορέσουμε να έχουμε ακριβείς μετρήσεις στα ευαίσθητα σημεία, όπως π.χ στον εγκέφαλο, στο εσωτερικό του οισοφάγου ή στους υπογνάθιους αδένες προτιμήθηκε αντί να γίνουν οι μετρήσεις απευθείας σε ασθενείς να τοποθετήσουμε τα δοσίμετρα σε ένα RANDO phantom. Με τον τρόπο αυτό πετύχαμε μέτρηση της δόσης στο ακριβές σημείο ενδιαφέροντος. Τα δοσίμετρα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν δοσίμετρα θερμοφωταύγειας (TLD), τα οποία προτιμήθηκαν καθώς, όπως θα δούμε στην συνέχεια, διαθέτουν στοιχεία που βοήθησαν πολύ στην διαδικασία των μετρήσεων. Τα δοσίμετρα που χρησιμοποιήθηκαν ανήκουν στο Πανεπιστημιακό Γενικό Νοσοκομείο «Αττικόν». Το phantom που χρησιμοποιήθηκε διατέθηκε από το Διαγνωστικό και Θεραπευτικό Κέντρο «Υγεία» και οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν τόσο στην Πάτρα όσο και στην Αθήνα. Οι ακτινοβολήσεις για το οπισθοφατνιακό, το πανοραμικό σύστημα και τον υπολογιστικό τομογράφο πραγματοποιήθηκαν στο «Ολύμπιον Θεραπευτήριο» στην Πάτρα, για το κεφαλομετρικό στο Ακτινοδιαγνωστικό Κέντρο Ψηφιακής Απεικόνισης του κ. Σωτήρη Α. Αποστολόπουλου ενώ οι μετρήσεις του Cone Beam CT έγιναν στην Αθήνα, στο Ακτινοδιαγνωστικό Κέντρο της κ. Καρέλη. Η εργασία είναι χωρισμένη σε 4 Κεφάλαια, τα οποία ασχολούνται με τα εξής: Στο Κεφάλαιο 1 θα γίνει μία συνοπτική παρουσίαση των αποτελεσμάτων άλλων μελετών που έχουν πραγματοποιηθεί και είναι σχετικές με την έρευνα που πραγματοποιήσαμε. Στο Κεφάλαιο 2 θα γίνει μία αναλυτική παρουσίαση των υλικών που χρησιμοποιήθηκαν στην έρευνα καθώς και της διαδικασίας που ακολουθήθηκε για να φτάσουμε στα αποτελέσματά μας. Στο Κεφάλαιο 3 θα γίνει η παρουσίαση των αποτελεσμάτων μας. Στο Κεφάλαιο 4 θα πραγματοποιηθεί σχολιασμός των αποτελεσμάτων και σύγκριση με τα δεδομένα που παρουσιάστηκαν στο Κεφάλαιο 1, έτσι ώστε να διαπιστωθεί η πιστότητά τους. / Dose comparison for different dental radiology units using RANDO Phantom.

Recent developments in CT technology has resulted in a continuing expansion of CT practice. CT has become a major source of exposure in diagnostic radiology. Therefore, the European Union, in an ionizing radiation protection directive, has classified computed tomography as a high dose diagnostic procedure and has pointed to the need to reduce the dose to the patient. Efforts towards dose reduction in CT have been recommended by international organizations. The European Commission (EC) have recommended the setup and the implementation of CT dose guidance levels for the most frequent examinations to promote strategies for the optimization of CT doses. These dose guidance levels should be derived using data from a wide scale survey. Therefore, it is of great interest whether there are dose quantities whose values are easy to obtain, which can correctly reflect the patient dose and allow assessment of the risk associated with the CT examination. The most widely used CT Dose Quantity is the computed tomography dose index (CTDI). Another important dose quantity is the Dose Length Product (DLP), which includes the patient, or the phantom volume irradiated during a complex examination. The main purpose of this study is the measurement of CTDI and DLP during the most frequent CT examinations at the University Hospital of Patras. Also scan lengths used for the same type of examinations will be monitored. For the same types of examinations effective doses will be calculated. Four CT examination was selected because of their frequency, Routine Head, Routine Chest, Routine Abdomen and Cervical Spine. The protocols of these exams were compared with the European Commission’s recommendations. Data were collected from 120 patients, 30 for each examination. Data on the scanning parameters and the patient dose were selected from the CT scanner, a GE LightSpeed 16. Moreover, data were collected about the sex, the age and the weight of the patient undergone the examination. The mean values of CTDIw, DLP and Effective Dose were calculated for each protocol and were compared with the recommendations of European Commission. Moreover, an evaluation of the dose indication of the CT scanner was made. Using a head and a body CT Dose phantom made by PMMA, an ionization chamber and an electrometer, the CTDI was measured for each examination protocol. These values were compared with the indications of CT and the correspondent values published by ImPACT. / Τα τελευταία χρόνια έχει παρατηρηθεί επέκταση της χρήσης του Υπολογιστικού Τομογράφου(ΥΤ). Ο ΥΤ είναι η κυριότερη πηγή ακτινοβολίας ανάμεσα σε όλες τις ακτινοδιαγνωστικές εξετάσεις. Για αυτό το λόγο η Ευρωπαϊκή Ένωση, σε μια κατευθυντήρια οδηγία για την προστασία από ιοντίζουσες ακτινοβολίες σημείωσε την ανάγκη μείωσης της δόσης στον ασθενή. Προσπάθειες για τη μείωση της δόσης από ΥΤ έχουν γίνει από διεθνείς οργανισμούς, οι οποίοι έχουν προτείνει τον καθορισμό επιπέδων αναφοράς για τις πιο συχνές εξετάσεις ΥΤ με σκοπό την ανάπτυξη στρατηγικών για τη μείωση της δόσης από ΥΤ. Τα επίπεδα αναφοράς πρέπει να προκύπτουν από έρευνες μεγάλης κλίμακας. Για αυτό το λόγο οι ποσότητες της δόσης που χρησιμοποιούνται πρέπει να είναι εύκολο να υπολογιστούν, αλλά να αντανακλούν σωστά τη δόση στον ασθενή και να επιτρέπουν τον υπολογισμό του κινδύνου που προέρχεται από τη χρήση της ακτινοβολίας. Η ποσότητα που χρησιμοποιείται ευρέως στη Δοσιμετρία από ΥΤ είναι ο Computed Tomography Dose Index, CTDI, το Γινόμενο Δόσης Μήκους (Dose Length Product, DLP) το οποίο συνυπολογίζει τον όγκο του ασθενή ή του ομοιώματος που έχει ακτινοβοληθεί κατά τη διάρκεια μιας πλήρους εξέτασης. Ο κύριος σκοπός αυτής της εργασίας είναι η μέτρηση του CTDI και του DLP για τις πιο συχνές εξετάσεις ΥΤ στο Πανεπιστημιακό Γενικό Νοσοκομείο Πατρών. Ακόμα υπολογίζεται το μέσο μήκος εξέτασης και η μέση ενεργός δόση για κάθε εξέταση. Επίσης ελέγχεται η αξιοπιστία των ενδείξεων της δόσης στην κονσόλα του ΥΤ. Επιλέχτηκαν τέσσερις εξετάσεις ΥΤ λόγω της συχνότητας τους, αυτές είναι: η εξέταση κεφαλής, θώρακα, κοιλίας και αυχένα. Τα πρωτόκολλα αυτών των εξετάσεων συγκρίνονται με τις συστάσεις της European Commission. Συνολικά συλλέχτηκαν δεδομένα από 120 ασθενείς, 30 για κάθε εξέταση. Δεδομένα που αφορούσαν τις παραμέτρους της σάρωσης κάθε ασθενή συλλέχτηκαν από την κονσόλα του ΥΤ, ο οποίος είναι ένας GE LightSpeed 16. Επιπλέον συλλέχτηκαν δεδομένα σχετικά με το φύλλο, την ηλικία και το βάρος του ασθενή που υποβλήθηκε σε εξέταση. Υπολογίστηκε η μέση τιμή του CTDIw, του DLP και της ενεργού δόσης για κάθε πρωτόκολλο και συγκρίθηκαν με τα όρια που προτείνει η European Commission σαν DRL. Επιπλέον, έγινε αξιολόγηση της τιμής της δόσης όπως αυτή εμφανίζεται στην κονσόλα του ΥΤ. Για αυτό το λόγο έγιναν μετρήσεις σε ένα ομοίωμα κεφαλής και σε ένα ομοίωμα σώματος κατάλληλο για την δοσιμετρία ΥΤ. Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκε ένας θάλαμος ιονισμού και ένα ηλεκτρόμετρο. Έτσι μετρήθηκε η τιμή του CTDI για κάθε πρωτόκολλο χρησιμοποιώντας τις ίδιες παραμέτρους σάρωσης. Οι τιμές που μετρήθηκαν συγκρίθηκαν με τις ενδείξεις του ΥΤ αλλά και με τις τιμές που έχει δημοσιεύσει το Imaging Performance Assessment of CT scanners (ImPACT).

Στόχος τη ακτινοθεραπείας είναι η χορήγηση της θεραπευτικής δόσης με τη μέγιστη δυνατή ακρίβεια. Αυτό συνεπάγεται τον σωστό καθορισμό της ακτινοβολούμενης περιοχής καθώς και την ακριβή εναπόθεση της δόσης. Αυτή η διπλωματική εργασία ασχολείται με την προσπάθεια για ακριβή υπολογισμό και εναπόθεση της δόσης για πεδία ακτινοβόλησης τα όποια είναι μικρότερα από 5x5cm. Όταν το μέγεθος του πεδίου μικρύνει τότε η μέτρηση και ο υπολογισμός της δόσης με κλασικές μεθόδους δε είναι πλέον ακριβείς καθώς παράγοντες όπως η πλευρική ηλεκτρονική ισορροπία, το μέγεθος και είδος του ανιχνευτή καθώς και το μέγεθος της πηγής που είναι ορατό από κάθε σημείο, πρέπει να ληφθούν υπόψη. Στη παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Mephysto για να μετρήσουμε την πραγματική δόση που δίνει ο γραμμικός επιταχυντής της εταιρείας ELEKTA σε δέσμες φωτονίων ενέργειας 6 ΜV χρησιμοποιώντας έναν ανιχνευτή Pin Point της εταιρείας PTW. Στη συνέχεια συγκρίθηκαν αυτά τα αποτελέσματα (προφίλ δόσης, κατά βάθος δόση PDD) με τα αποτελέσματα που δοθήκαν από το υπολογιστικό σύστημα σχεδιασμού θεραπειών (Treatment Planning System) Oncentra Master Plan της εταιρείας Nucletron. Παρατηρήθηκε απόκλιση μεταξύ αυτών των δυο μεθόδων ελαφρώς μικρότερη του 3%. Αυτή η απόκλιση οφείλεται στο ότι ο εικονικός γραμμικός επιταχυντής που έχει δημιουργηθεί στο σύστημα Oncentra Master Plan για τον υπολογισμό της δόσης, δημιουργήθηκε ώστε να αποδίδει πλησιέστερα αποτελέσματα σε αυτά του ELEKTA για πεδία ακτινοβόλησης που έχουν μεγάλη κλινική χρήση (5 έως 15 cm αν διάσταση). Όταν όμως τα πεδία μικρύνουν (κάτω από 5cm αν διάσταση) τότε έχουμε απόκλιση από της πραγματικές τιμές. Αλλάζοντας το φαινομενικό μέγεθος της πηγής στο Oncentra Master Plan καταφέραμε να φέρουμε τους υπολογισμούς από το Oncentra Master Plan πάρα πολύ κοντά στις μετρήσεις του Mephysto. Δημιουργήθηκε έτσι ένα νέο εικονικό μηχάνημα στη βάση δεδομένων του Oncentra Master Plan με το όνομα Sli Patras SRS, οι παράμετροι του οποίου (φαινομενικό μέγεθος πηγής) έχουν βελτιστοποιηθεί για ακριβέστερους υπολογισμούς δόσης για μικρά πεδία. Με αυτό το μηχάνημα καταφέρθηκε ακριβέστερος υπολογισμός της δόσης, με αποκλίσεις μικρότερες από 1.5%, για μικρά πεδία, σε σύγκριση με το προηγούμενο μηχάνημα Sli Patra. Το νέο αυτό μηχάνημα επιτρέπει ακριβέστερους υπολογισμούς για μικρά πεδία και έχει πλέον υιοθετηθεί και χρησιμοποιείται στην κλινική ρουτίνα στο Π.Γ.Ν. Πατρών. / Small field dosimetry in sterotactic cancer radiation therapy.

MultiDetector-row Computed Tomography (MDCT) or MultiSlice Computed Tomography (MSCT) has undergone remarkable progress since its first introduction at the end of the 1990s. Given that CT examinations are generally recognized as a relatively high-dose procedure, concern has been expressed at the associated increase in doses. The International Committee on Radiation Protection (ICRP) noted in their report No.87 that absorbed doses in tissues from CT are among the highest observed in diagnostic radiology (i.e. 10–100 mGy). Therefore, the purpose of this thesis is to calculate the dosimetric quantities for brain, chest, and abdomen-pelvis examinations that were carried out using Philips Brilliance 16 and Brilliance 64 CT Scanners of the University General Hospital “Attikon”, as well as to perform their intercomparison. For brain examinations, axial technique was utilized. However, for chest and abdomen-pelvis examinations, spiral technique was applied. The effect of overranging (or overscanning) is connected with spiral mode and its contribution to patient dose is really important in case of MSCT scanners. Therefore, the contribution of the overrange effect for body examinations carried out was calculated. In the framework of this thesis, the contribution of overrange to the effective dose received by patients submitted to the forementioned examinations is calculated. Additionally, dose measurements were carried out in order to estimate the radiation burden to the eye lenses and the thyroid during the typical brain examination, both when eye lenses are inside and outside the irradiation field. / Οι Υπολογιστικοί Τομογράφοι (ΥΤ) πολλαπλών τομών έχουν σημειώσει μεγάλη πρόοδο από την κλινική εφαρμογή τους στις αρχές του 1990. Λαμβάνοντας υπ’ όψιν ότι οι εξετάσεις ΥΤ συνεπάγονται υψηλή ακτινική επιβάρυνση του ασθενή, η μελέτη τους έχει συγκεντρώσει το ερευνητικό ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας. Η Διεθνής Επιτροπή Ακτινοπροστασίας (ICRP) επισημαίνει στην αναφορά Νο 87 ότι η απορροφούμενη δόση στους ιστούς από εξετάσεις ΥΤ είναι από τις υψηλότερες στη διαγνωστική ακτινολογία (10-100 mGy). Συνεπώς, σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο υπολογισμός των δοσιμετρικών μεγεθών για τις συνήθεις εξετάσεις εγκεφάλου, θώρακος και άνω-κάτω κοιλίας, οι οποίες πραγματοποιούνται με τους ΥΤ πολλαπλών τομών Brilliance 16 και Βrilliance 64 της Philips στο Π.Γ.Ν “ΑΤΤΙΚΟΝ ”,καθώς επίσης και η σύγκριση των αντίστοιχων δόσεων μεταξύ των συγκεκριμένων ΥΤ. Οι ασθενείς που υποβάλλονται σε εξετάσεις θώρακος και άνω-κάτω κοιλίας που πραγματοποιούνται με ελικοειδή τεχνική λαμβάνουν επιπλέον δόση (overscan) που οφείλεται στην τεχνική αυτή. Η συνεισφορά του “overscan” είναι ιδιαίτερα σημαντική στους ΥΤ πολλαπλών τομών, οπότε επιπλέον στόχος αυτής της διπλωματικής είναι ο υπολογισμός της. Τέλος, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις της δόσης του θυρεοειδή και των φακών των οφθαλμών κατά την υποβολή ασθενών στη συνήθη εξέταση εγκεφάλου, τόσο στην περίπτωση παρουσίας των οφθαλμών εντός όσο και εκτός πεδίου ακτινοβόλησης.

Στα πλαίσια της συγκεκριμενης διδακτορικής διατριβής, δύο μοντέλα προσομοίωσης Monte Carlo επεκτάθηκαν ώστε να συμπεριλάβουν γεωμετρίες μεγέθυνσης και διάφορες περιεκτικότητες μαστού σε μαζικό αδένα, και χρησιμοποιήθηκαν με σκοπό τη βελτιστοποίηση των μεγεθυντικών λήψεων στη μαστογραφία. Με τα μοντέλα αυτά έγιναν δοσιμετρικές μελέτες, καθώς επίσης και μελέτες για την ποιότητα εικόνας. Πιο συγκεκριμένα, η δοση στο μαζικό αδένα του μαστού, η οποία συνδέεται άμεσα με την πιθανότητα καρκινογέννεσης κατά τη διάρκεια της μαστογραφίας, βρέθηκε να αυξάνει με το βαθμό μεγέθυνσης κυρίως λόγω του νόμου αντιστρόφου τετραγώνου της απόστασης. Ο λόγος αντίθεσης προς το θόρυβο επίσης αυξάνει με το βαθμό μεγέθυνσης. Ωστόσο, ο ρυθμός αύξησης είναι μεγαλύτερος για μεγέθυνση μέχρι 1.4. Με την εισαγωγή ενός δείκτη απόδοσης ο οποίος είναι συνάρτηση του επιθυμητού κέρδους (εκφραζόμενο από το CNRν) και του κόστους (εκφραζόμενο από τη δόση) διάφορες παράμετροι έκθεσης (βαθμός μεγέθυνσης και φάσμα) αποτιμήθηκαν υπό συνθήκες μεγέθυνσης. Ο βαθμός μεγέθυνσης 1.3 βρέθηκε να έχει την καλύτερη απόδοσηγια όλους τους συνδυασμούς υλικών ανόδου/φίλτρου που μελετήθηκαν. Διάφοροι συνδυασμοί όπως οι W/0.050mmAl, Rh/0.51mmAl, W/0.030mmRh, Rh/0.029mmRh, Rh/0.030mmRu και Mo/0.029mmRh θα μπορούσαν να ανταγωνιστούν το Mo/0.030mmMo σε γεωμετρίες επαφής. Ωστόσο, όταν εφαρμόζεται η τεχνική της μεγέθυνσης και ειδικά βαθμός μεγαλύτερος από 1.3, το Mo/0.030mmMo έχει τη μεγαλύτερη συνολική απόδοση μεταξύ των συνδυασμών που μελετήθηκαν. Επιπλεον, μελετήθηκε η επίδραση του μεγέθους της εστίας και της κατανομής εκπεμπόμενης ακτινοβολίας ακτίων-χ στη χωρική διακριτική ικανότητα υπό συνθήκες μεγέθυνσης, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της αιχμής. Εστίες μεγαλύτερες από 0.12 mm θα έπρεπε να χρησιμοποιούνται μόνο για προληπτικές μαστογραφίες, ειδικά όταν συνδυάζονται με ομοιόμορφες ή κανονικές κατανομές διπλής κορυφής. Εστίες των 0.04 mm ή και ακόμα μικρότερες, συνδυασμένες με κανονικές κατανομές μονής κορυφής και μικρής τυπικής απόκλισης οδηγούν σε αποδεκτές τιμές διακριτικής ικανότητας με βάση τους διεθνείς κανονισμούς, ακόμα και σε μεγάλους βαθμούς μεγέθυνσης. Τέλος, βρέθηκε ότι η διακριτική ικανότητα υποβαθμίζεται με τη μεγέθυνση λόγω της γεωμετρικής ασάφειας. / In the framework of this doctorate thesis, two simulation models based on Monte Carlo were expanded in order to include magnification geometries and various breast compositions, and were utilized aiming to study and optimize the magnification views in mammography. With the use of these models, dosimetric as well as image quality characteristics were evaluated and combined in order to come into conclusions. More specifically, the dose in the glandular tissue of the breast, which is directly associated with the carcinogenic risk during mammography, was found to increase with the degree of magnification, mainly due to the inverse square law. Contrast to Noise Ratio also increases with magnification. However, the increase rate is higher for magnification up to 1.4. With the introduction of a Performance Index, which is a function of the desirable benefit (expressed by the (CNR)ν) and the cost (expressed by the dose), several exposure and design parameters (degree of magnification, spectrum) were evaluated under magnification conditions. Degree of magnification 1.3 was found to have the best overall performance for all the anode/filter combinations considered. Several combinations like W/0.050mmAl, Rh/0.51mmAl, W/0.030mmRh, Rh/0.029mmRh, Rh/0.030mmRu and Mo/0.029mmRh can compete with the Mo/0.030mmMo under contact geometry. However, when magnification is performed and especially degree higher than 1.3, Mo/0.030mmMo has the best overall performance between the anode/filter combinations considered. Moreover, the effect of focal spot size and x-ray intensity distribution on the spatial resolution was studied under magnification, using the edge method. Focal spots larger than 0.12 mm should be utilized only for screening mammography, especially when combined with uniform or double Gaussian intensity distributions. Small focal spots of 0.04 mm or less, combined with Gaussian distribution result in acceptable values of spatial resolution, according to the international regulations, even for high degrees of magnification. Finally, a degradation of the spatial resolution was found with the degree of magnification, which is mainly caused by the geometrical unsharpness.

The specific nature of work in nuclear medicine departments involves the use of isotopes and handling procedures, which contribute to the considerable value of the equivalent dose received, in particular, by the fingertips. Workers of nuclear medicine units who label radiopharmaceuticals are exposed to ionizing radiation. The doses of nuclear medicine workers determined by individual dosimeters, which supply data on the magnitude of personal dose equivalent. The dosimetry pointing to a considerable optimization of the radiological protection among that professional group. However, the problem of the excessive hand exposure had been noted already in the early 1980s. Systematic studies were undertaken in West Scotland. The difficulties associated with automation of radiopharmaceutical preparation process are responsible for the continuing growth of exposure to the hands of the workers. Similar studies have also been undertaken, e.g. in Chile, Norway, Australia, Italy, USA, Belgium(1). In each case, special attention has been paid to the exposure of nuclear medicine worker hands. The radiopharmacists who label various ligands can be exposed to high radiation doses to their fingertips (primarily of the thumb, index finger and middle finger). Quite frequently, the Hp(0.07) to the fingertips of those three fingers may exceed the dose limit, i.e. value of 500 mSv/y for the skin of human fingers, this dose limit refers to the maximum dose recorded(2). Specific difficulty in assessing the exposures of the most affected finger parts is aggravated by the fact that the universally employed method for the determination of the radiation doses received by the hands using a ring with attached thermoluminescence detectors is not adequate in this particular case. This measurement method is inadequate because distribution of the doses received by the skin of the hands and fingers is extremely non uniform. The main aim of the study was to measure the absorbed dose at the hands of the personnel by using thermoluminescent detectors / -

Η ολοσωματική ακτινοβόληση με δέσμες ηλεκτρονίων (total skin electron beam treatment-TSEB) θεωρείται διεθνώς ως η θεραπεία εκλογής για το δερματικό λέμφωμα κυττάρων-Τ, είτε σαν θεραπευτική είτε σαν παρηγορητική αγωγή. Σκοπός της είναι να κατανείμει την συνολική δόση σε όλο το δέρμα του ασθενούς χωρίς να επιβαρύνει τα όργανα κάτω από αυτό. Αυτή η ανάγκη για επιφανειακή ακτινοβόληση καθιστά τα ηλεκτρόνια ως την κατάλληλη κλινική δέσμη. Στη μονάδα ακτινοθεραπείας του Π.Γ.Ν. «Αττικόν», μετά από διάφορες μετρήσεις και δοκιμές τεχνικών TSEB (Παράρτημα), επιλέχθηκε ως θέση θεραπείας του ασθενούς η όρθια με δύο δέσμες υπό γωνία, όπως καθορίζει και η τεχνική “Stanford”. Για την τεχνική αυτή χρησιμοποιείται o γραμμικός επιταχυντής Clinac 2100C της VARIAN με δυνατότητα παραγωγής δεσμών ηλεκτρονίων 6 MeV σε υψηλό ρυθμό δόσης. Η συγκεκριμένη προεπιλογή του μηχανήματος επιτρέπει στα διαφράγματα να ανοίξουν σε ένα εύρος 36cm x 36cm χωρίς τη χρήση κώνου. H απόσταση πηγής-δέρματος (SSD) τέθηκε ίση με 380cm, με το gantry του γραμμικού να σχηματίζει δύο γωνίες ±17,5ο από την οριζόντια θέση του (270ο). Η διάταξη αυτή εξασφαλίζει την δημιουργία ενός μεγάλου και ομοιογενούς πεδίου (200cm x 80cm στην απόσταση θεραπείας). Για τη μείωση της ονομαστικής ενέργειας της δέσμης στα 3 MeV άρα και της διεισδυτικότητάς της, καθώς και για την επίτευξη των επιθυμητών διαστάσεων του πεδίου, ένα φύλλο plexiglas (PMMA) πάχους 0,5cm παρεμβάλλεται μεταξύ της κεφαλής του γραμμικού επιταχυντή και του ασθενούς σε απόσταση 30cm από το επίπεδο θεραπείας. Ο ασθενής περιστρέφεται ανά 60ο διαδοχικά για να καλυφθεί όλη του η επιφάνεια ομοιόμορφα, ακτινοβολούμενος συνολικά σε έξι θέσεις. Για τον ακριβή καθορισμό των συνθηκών θεραπείας, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις PDD και Profile των δεσμών με θαλάμους ιονισμού παραλλήλων πλακών σε phantom στερεάς κατάστασης. )οσιμετρική επιβεβαίωση της κατανομής της δόσης στο δέρμα πραγματοποιήθηκε με δοσίμετρα θερμοφωταύγειας (TLD) πάνω σε ανθρωπομορφικό phantom. Τα αποτελέσματα σε αυτές τις συνθήκες έδειξαν μια ομοιογένεια του συνολικού πεδίου στο επίπεδο θεραπείας της τάξης του ± 2% στον διαμήκη άξονα ενώ στον οριζόντιο ±5%. Το βάθος zmax της κάθε επιμέρους δέσμης είναι 0,7gr/cm2 ενώ η συνεισφορά των παραγόμενων ακτίνων-Χ (λόγω φαινομένου πεδήσεως) στην συνολική δόση που παίρνει ο ασθενής από τη θεραπεία είναι 0,3 %. Η ενέργεια της δέσμης στο επίπεδο θεραπείας είναι Εο=3,34 MeV. Τα παραπάνω αποτελέσματα μας οδηγούν στο συμπέρασμα ότι η θεραπεία TSEB μπορεί να εφαρμοστεί με ασφάλεια στο ακτινοθεραπευτικό τμήμα του Π.Γ.Ν «Αττικόν». Ο υψηλός ρυθμός δόσης εξασφαλίζει μικρότερο χρόνο θεραπείας. Οι περιοχές που υποδοσιάζονται καθ’ όλη τη διάρκεια της θεραπείας μπορούν να προσδιοριστούν για κάθε ασθενή με in vivo δοσιμετρία (TLD) και θα επανακτινοβολούνται με συμπληρωματικά (boost) πεδία. / -

Η στερεοτακτική μέθοδος ακτινοθεραπείας και ακτινοχειρουργικής είναι μια νεότερη μέθοδος της ογκολογίας, που αποδεδειγμένα υπερέχει έναντι της συμβατικής μεθόδου ακτινοβόλησης, ιδιαίτερα όταν συνδυάζεται με τελευταίες τεχνικές ακτινοβόλησης, όπως το IMRT, ArcTherapy and VMAT. Χαρακτηρίζεται δε από ακτινοβόληση με ιδιαίτερα υψηλές δόσεις, συνήθως πολύ μικρών όγκων, της τάξεως του εκατοστού. Εξαιτίας αυτών, είναι επιτακτική η ανάγκη για μέγιστη ακρίβεια και αποφυγή λαθών, καθώς δεν υπάρχουν περιθώρια σφάλματος! Κάθε ακτινοθεραπευτικό κέντρο οφείλει λοιπόν να ακολουθεί ένα ολοκληρωμένο και ιδιαίτερα αυστηρό πρόγραμμα ποιοτικού ελέγχου, θεσπίζοντας μια σειρά ελέγχων σε ημερήσια, εβδομαδιαία, μηνιαία και ετήσια βάση. Μέθοδος: Επειδή δεν υπάρχει ένα εντεταλμένο πρωτόκολλο Ποιοτικού Ελέγχου Στερεοτακτικής Ακτινοθεραπείας με Γραμμικό Επιταχυντή, αρχικά στην εργασία αυτή έγινε μια βιβλιογραφική μελέτη για να βρεθεί το state of the art αυτού του ζητήματος και να εντοπιστούν, σε πρώτη φάση, οι επιμέρους ποιοτικοί έλεγχοι που προτείνονται για τα διάφορα μέρη της στερεοτακτικής ακτινοβόλησης (εξοπλισμός και διαδικασία). Κατόπιν, προσδιορίστηκε μια συνολική, βέλτιστη και κατάλληλη για την πλειοψηφία των ακτινοθεραπευτικών κέντρων, λίστα ελέγχων για τη Διασφάλιση της Ποιότητας στην Στερεοτακτική Ακτινοθεραπεία. Αποτελέσματα: Ο Πίνακας των Ελέγχων που προέκυψε είναι – ως όφειλε – σύμφωνος με τα επιμέρους διεθνή πρωτόκολλα της Ευρώπης και Αμερικής. Βάσει αυτού προτείνεται ένα ολοκληρωμένο Πρόγραμμα Διασφάλισης Ποιότητας για Ακτινοθεραπευτικά Κέντρα που εφαρμόζουν στερεοταξία, το οποίο μπορεί να διαμορφωθεί από κάθε ακτινοθεραπευτικό κέντρο, βάσει των ιδιαιτεροτήτων αυτού, αλλά και να προσαρμοστεί σε μελλοντικές τεχνολογικές αλλαγές. Η εφαρμογή τέτοιων ελέγχων, τέλος, διερευνήθηκε στο ιδιωτικό θεραπευτήριο ΜΕΤΡΟΠΟΛΙΤΑΝ του Φαλήρου. Συμπεράσματα: Το πρόγραμμα ελέγχων που προτείνεται, αν και είναι σύμφωνο με τα επιμέρους διεθνή πρωτόκολλα ποιοτικού ελέγχου για τον εξοπλισμό και τη διαδικασία της ακτινοθεραπείας, πρέπει περαιτέρω να διερευνηθεί επί της κλινικής πράξης από ακτινοθεραπευτικά κέντρα, προκειμένου να βρεθούν τυχόν αδυναμίες και ελλείψεις και τελικώς να αποτελέσει τη βάση ενός μελλοντικού Πρωτόκολλου Διασφάλισης Ποιότητας Στερεοτακτικής Ακτινοθεραπείας με Γραμμικό Επιταχυντή, εγκεκριμένου από τους αρμόδιους διεθνείς φορείς και οργανισμούς. / Stereotactic Radiation Therapy (SRT) and Stereotactic RadioSurgery (SRS) are new advanced oncologic treatment modalities, which proved superior to the conventional method of irradiation, particularly when combined with latest irradiation techniques, such as IMRT, ArcTherapy and VMAT. They apply very high doses, to – usually – very small volumes (centimeters range). These characteristics mean great need for maximum accuracy and avoid mistakes, as there is no room for error! Therefore, every radiotherapy center must follow a very strict and comprehensive quality control program, adopting a series of checks on a daily, weekly, monthly and yearly basis. Method: Because there is no specific Quality Control Protocol for Stereotactic Radiotherapy using Linear Accelerator, the first part of this work was a literature study to find the state of the art of this issue and find, at first, the proposed quality controls for each part of stereotactic irradiation (equipment and process). Afterwards an overall checklist for Quality Assurance in Stereotactic Radiotherapy was defined, which was assessed as optimal and suitable for most radiotherapy centers. Results: The resulted table of checks is - as it should - in line with the different international protocols in Europe and America. Based on this, a comprehensive Quality Assurance Program for radiotherapy centers applying stereotaxis, is proposed. This may be configured and modified by each radiotherapy center, according to its specificities, and also adapt to future technological advances. Finally we look into the implementation of such controls, at the METROPOLITAN private hospital of Faliro. Conclusions: Although the recommended Control Program is consistent with the different international quality control protocols for the equipment and process of radiotherapy, the individual radiotherapy centers should further investigate this program when in clinical use, in order to find any deficiency or weakness. The ultimate goal was to create the basis for the future Quality Assurance Protocol in Stereotactic Radiotherapy with Linac, which should be approved by the competent international comities and organizations.