HHC MEDİKAL MÜHENDİSLİK

Lineer Akseleratör Mekanik Montaj

Kısaca gösterimi LINAC olan lineer akseleratör, hastanelerin onkoloji bölümünde yaygın olarak kullanılır. Kanser tedavisi için kullanılan ve hastaya X ışını gönderen bir cihazdır. MR gibi tıbbi görüntüleme cihazlarından alınan görüntüler aracılığıyla yalnızca kanserli hücrelere yüksek dozda radyoaktif ışın uygular. Çevredeki sağlıklı dokulara kesinlikle zarar vermez. External ve internal olmak üzere ikiye ayrılan radyoterapinin external kısmında LINAC sık sık kullanılan bir tedavi cihazıdır.

Yüksek gerilim altında elektronları metal hedeften koparır ve bu elektronları akseleratör tüpü içinde hızlandırır. Verilen radyasyonlar sonucu hastanın vücudunda saniyeler içinde tepkimeler oluşur. Tepkimelerden dolayı oluşan moleküler kanser hücreleri DNA’larında kırıklar meydana getirir. Bu sayede genetik kodu parçalanan tümör hücreleri bölünemez, çoğalamaz ve ölür. Lineer hızlandırıcı sayesinde hastalara ağrı, acı, kanama vs. olmadan bıçaksız bir tedavi yapılabilir.

Lineer Akseleratör Çeşitleri Nelerdir?

Farklı markalara ait pek çok lineer akseleratör çeşidi bulunmaktadır. Bunlar kullanıma uygun oda tipleri bakımından birbirinden ayrılır. Genel olarak çeşitlerine göre lineer hızlandırıcı özellikleri aşağıda anlatılmıştır:

• Görüntü Kılavuzluğunda Radyoterapi Sistemi: Megavoltaj portal görüntüleme, pek çok klinikte kullanılır ve oldukça basit ve pratik bir yöntemdir. Portal görüntüleme esnasında verilen dozun tedavi dozundan düşülebilmesini sağlar.

• Radyoterapi Simülasyon Sistemi: Radyoterapi ışınlarının boyut ve yöneliminin doğru bir şekilde seçilmesini sağlar. Tümörün fiziksel kapsamı ve çevresindeki dokularla olan ilişkisini tespit etmek için kullanılır.

• Yoğunluk Modülasyonlu Arc Terapi Sistemi: Tümörlü bölgenin çevresinde bulunan dokulara ve organlara düşük dozda radyasyon vererek hasarı azaltır. Tümörlü bölgeye ise yüksek dozda radyasyon uygular. Bu özellikleri ile oldukça gelişmiş bir radyoterapi sistemidir.

• Yoğunluk Modülasyonlu Radyoterapi Sistemi: Tümöre veya tümör içinde yer alan belli bölgelere hassas radyasyon dozları vermek için kullanılır. Bilgisayar kontrollü doğrusal hızlandırıcıları içeren yüksek hassasiyete sahip bir radyoterapi sistemidir.

Gelişmiş görüntü alma özelliğine sahip lineer hızlandırıcı, tümör hareketini birleştirir; bu sayede kesin doğrulukta bir tedavi imkanı sunar. Oldukça hızlı tedavi özelliğine sahiptir. Özellikle akciğer, karaciğer, baş boyun, prostat kanserlerini tedavisinde en güvenilir seçeneklerden biridir.

Doğrusal akseleratör cihazı ile tedavi esnasında foto bozunma sonucu etrafa istenmeyen nötronlar saçılır. Bu nötronlar hastane ortamından başka mekanlara geçebilir ve insan sağlığını riske atabilir. Bununla birlikte hastanın tedavisinin en uygun koşullarda gerçekleştirilebilmesi için doğrusal hızlandırıcının bulunduğu odanın en uygun koşullarda tasarlanması oldukça önemlidir. Eğer bu uygun şartların tasarlandığından emin olunamıyorsa, lineer hızlandırıcı ile tedavi büyük bir risk barındırır. Lineer hızlandırıcı radyoterapi tedavisinde büyük bir öneme sahiptir. Gelişmiş teknolojisi ile hastaların tedavisinin daha hızlı ilerlemesini ve daha başarılı sonuçlar alınmasını sağlar. Özellikle doğru kullanım ve mekan tasarımı, lineer akseleratör açısından önemli unsurlardandır.

Lineer Hızlandırıcı Nasıl Çalışır?

Lineer hızlandırıcı cihazı çalıma prensibi adım adım şu şekilde anlatılabilir:

• Güç kaynağı merkezinde katot, çevresinde anot yer alan silindirik yapılı, şebeke ağı ve hidrojen lambalarını içeren modülatöre doğru akım verilir.

• Akım modületöre depolanır ve bu akımla birlikte bir kontrol sistemi belli aralıklarla titreşimi oluşturur.

• Modülatörden çıkan yüksek voltajlı impluslar, magnetron tüpleri ve elektron tabancasına gönderilir.

• Elektronlar hızlandırıcı bakır tüpe gönderilir ve magnetrondan çıkan elektromanyetik dalgalar hızlandırıcı tüpe gelir.

• 10 cm çapa sahip odacıklar içinde 3000 MHz titreşimler oluşur ve odacığın ortasında yer alan kanala gönderilir.

• Tabancadan çıkan elektronlar hızlandırıcı bakır tüpe geçer ve elektromanyetik dalgalar ile odacık boyunca iletilir.

• Elektron tabancasında oluşturulan elektronlar, hızlandırıcı bakır tüpe girer ve elektromanyetik dalgalar ile bir odacıktan diğerine kanal boyunca doğrusal olarak hareket eder.

• Bir odacıkta giden parçacık, AC gerilim periyotunun yarı zamanında alan olmayan bir bölgeye gider.

• Gerilim kutuplanması, sürüklenme tüpünde tersine çevrilir ve parçacık sonraki boşluğa giderken hızlandırılır.

• Elektronlar, son odacıktan çıktığında, toplam hızları her odacıktan aldıkları hızların toplamına eşittir.

Lineer hızlandırıcı nedir ve nasıl çalışır sorusu kısaca bu şekilde özetlenebilir. Elektronların kaç keV ve hızda gittikleri lineer hızlandırıcı için önemlidir. Genellikle bu hız 50 keV’lik enerjiye sahiptir. Pek çok parçadan oluşan lineer hızlandırıcı cihazları, radyoterapi alanında kullanıldığından oldukça hassas bir yapıya sahiptir.

Lineer hızlandırıcılar, röntgen tüplerinin çalışma prensipleri ile aktif hale gelir. Ancak şöyle bir fark bulunur: Normal X ışını tüplerinde elektronların hızı maksimum 400 keV'a kadar ulaşabilir. Lineer hızlandırıcılardaki anot ve katot arasındaki mesafe daha fazladır. Megavoltaj X ışınları elde etmek için katottan fırlatılan elektronların hızları, megavoltaj elektrik potansiyel farkı ve mikrodalgalar sayesinde ışık hızına yaklaştırılır ve anoda çarptırılır. Lineer hızlandırıcı parçaları ile radyoaktif kobalt ünitelerinden yüksek enerjili ışınlar alınabilir. Ayrıca daha keskin ve geniş alanlar oluşturmak da mümkündür. Cilt koruma özelliği de cobalt telepati cihazlarından yayılan gama ışınlarından daha yüksektir. Bu sayede oldukça avantajlı özelliklere sahiptir. Ancak yüksek maliyetli ve bakımı zor bir cihazdır. İleri teknoloji ve doğru tekniklerle bakımının yapılması gerekir. Bu sayede daha verimli ve uzun ömürlü kullanılır.

Lineer Akselaratör Hangi Bölümlerden Oluşur?

Oldukça büyük bir radyoterapi cihazı olan doğrusal hızlandırıcı farklı bölümlere sahiptir. Bu bölümlerin işlevleri ve görevleri birbirlerinden farklıdır. Lineer hızlandırıcı bölümleri kafa kısmı için şunlardan oluşur:

• Tungsten target: X ışını üretimi sırasında elektron huzmesinin çarptırıldığı bölümdür. Bütün elektronları targette durdurulur ve frenleme X ışınları oluşturulur.

• Dairesel ilk kolimatör: Işın huzmesinin çapını belirler.

• Egalizatör: X ışınlarını eşit hale getiren koni şeklinde bir filtredir.

• Difüzör: Elektron süpürgesi olarak da bilinir. Elektron demetini eşit hale getirir ve manyetik alan oluşturur. Tungsten hedefin kullanılmadığı durumlarda devreye girer ve elektronları homojen bir şekilde dağılmasına yardımcı olur.

• İyonizasyon odası: Verilen dozun iyon odalarında ölçülmesini ve ışın demetinin şiddetini ve simetrik olup olmadığının kontrolünü sağlar. İki ayrı iyonizasyon odası vardır.

• İkincil kolimatör: Tedavi sahalarının belirlenmesini sağlar ve hareketli çenelerden oluşur.

Lineer akseleratörlerin tasarımı, radyasyon kaynağını yatay eksende döndürebilecek şekildedir. Kafa kısmı yatay eksen etrafında dönerken; kolimatör ise merkezden geçen dik eksen etrafında döner. Bu iki dönme eksenin kesiştiği yer ise izomerkez olarak adlandırılır.

Lineer akseleratör ne demek sorusu özellikle radyoterapi hastaları tarafından merak edilen bir sorudur. Bunun için yukarıdaki bilgiler özet niteliğindedir. Ayrıca lineer hızlandırıcıların oda tasarımıyla ilgili de pek çok konuya değinmek gerekir. Özellikle zemin kaplamaya dikkat edilmelidir. Pek çok bilgisayar parçaları gibi lineer hızlandırıcı parçaları da statik elektriğe karşı hassastır. Bu nedenle ekipmanın kullanılacağı odanın zemini, % 20 bağıl nemde 2.0 kV değerini aşmamalıdır. Kullanılacak zemin kaplama malzemesi statik elektriğe karşı duyarlı olsa da makinelerin kapasitesini sınırlayabilir. Ekipmana bitişik halde bulunan zemin kaplaması seçilirken leke tutmamalarına dikkat etmek gerekir. Çünkü hastaların referans noktaları işaretlenirken zemine boyalar dökülüp lekeye neden olabilir. Eğer zeminde karo halı kullanılırsa, kirlenen kısımların değiştirilmesi daha kolay hale gelir. Ayrıca müdahale kapaklarına da daha kolay ulaşılabilir. Önce zemin çukuruna tüm malzemeler yerleştirilmeli, ardından zemin kaplaması yapılmalıdır. Bu sayede olası zararlar minimuma indirgenebilir.