ARTICLES

Original Article

Radiation attenuation properties of human brain regions according to elemental composition in radiological energy range: A monte carlo simulation

Turkish Title : Elementel yapılarına göre radyolojik enerji değerlerinde insan beyninin farklı bölgelerinin radyasyon zayıflatma özellikleri: Monte carlo simülasyonu

Huseyin Ozan Tekin,Turker Tekin Erguzel,Mesut Karahan,Muhsin Konuk,Nevzat Tarhan
JNBS, 2018, 5(1), p:8-12

This study aimed to investigate the radiation attenuation properties of seven brain regions namely Frontal, Occipital, Parietal, Temporal cortexes, Hippocampus, Thalamus and Cerebellum in terms of their elemental compositions. Monte Carlo N-Particle Transport Code System-extended (MCNPX) version 2.6.0 (Los Alamos National Lab, USA) general purpose Monte Carlo code has been employed in order to calculate the mass attenuation coefficients of those aforementioned brain regions. A satisfactory agreement has been obtained on the mass attenuation coefficients (µ/ρ) calculated by MCNPX and XCOM for those brain regions under investigation. The results underlined that Cerebellum has the highest mass attenuation coefficients in terms of the radiological energy values. This can be explained by the elemental mass fraction value of Chlorine (Cl) in Cerebellum. It could be deduced that the intensity of diagnostic radiation can be more attenuated in Cerebellum than rest of the brain regions during the brain CT or brain PET examinations. The data from the present paper would be useful for the use of standard simulation geometry and mass attenuation coefficients for medical physics as well as the applications of radiation physics.

Bu çalışma, yedi beyin bölgesi olan Frontal, Occipital, Parietal, Temporal korteksler ve Hipokampus, Thalamus, Cerebellum’da ki radyasyon zayıflama özelliklerinin bölgelerin elementel kompozisyonları açısından araştırılmasını amaçlamıştır. Genel amaçlı Monte Carlo kodu Monte Carlo N-Particle Transport Code System-extended (MCNPX) 2.6.0 sürümü (Los Alamos Ulusal Lab, ABD) , yukarıda bahsedilen beyin bölgelerinin kütle zayıflama katsayılarını hesaplamak için kullanılmıştır. MCNPX ve XCOM tarafından elde edilen ve bahsedilen beyin bölgeleri için hesaplanan kütle zayıflama katsayıları (µ/ρ) üzerinde iyi bir uyum elde edilmiştir. Sonuçlar, Cerebellum’un radyolojik enerji değerlerinde en yüksek kütle zayıflatma katsayılarına sahip olduğunun göstermiştir. Bu durum, Cerebellum’daki Klorun (Cl) elementel kütle fraksiyonu değeri ile açıklanabilir. Tanısal radyasyonun yoğunluğunun beyin BT veya beyin PET taramaları sırasında beyin bölgelerinin geri kalanından daha fazla Cerebellum’da azalacağu düşünülebilir. Bu makaleden elde edilen verilerden standart simülasyon geometrisi ve kütle zayıflama katsayıları medikal fizik ve radyasyon fiziği uygulamalarında yararlı olacaktır.


ISSN (Print) 2149-1909
ISSN (Online) 2148-4325

2017 yılından itibaren dergimiz İngilizce'nin yanında Türkçe dilinde de yayın kabulüne başlamıştır.