쐐기형태의 선량분포를 만드는 데 이용되는 선형가속기에 장착된 동적쐐기(EDW; Enhanced Dynamic Wedge)의 품질관리를 위한 간단한 방법을 고안하였다. 선량 프로파일의 품질관리를 위해서는 필름 선량측정 장비와 필름 스캐너, 고 에너지 선량 측정용 필름, 필름 농도계, 삼차원 치료 계획 장치가 사용되었다. 역방향 60$^{\circ}$ 동적쐐기를 각각 한 필름에 조사(이하 60$^{\circ}$REWP; 60$^{\circ}$ Reversed Wedge Pair)하고, 이를 통해 얻어진 선량 프로파일의 선량 대칭도를 정량적으로 분석하였으며, 동적쐐기 구동이 중간에 멈춘 경우 이를 보상하는 부분 보상조사(Partial treatment mode)도 비교하였다. 또한 측정 된 자료들을 구간선량표(Golden STT； Segmented Treatment Table) 로 구현한 삼차원 치료 계획 장치의 계산치와 비교하였다 60$^{\circ}$REWP의 실험을 통해 역방향 쐐기의 효과가 1% 이내에서 잘 상쇄되었음을 알 수 있었으며 이 자료를 기준으로 한 품질관리의 타당성을 확보할 수 있었다. 실효쐐기인자의 품질관리를 위해서는 쐐기 각도 $10^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 25$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$에 대해 실측하였고, 구간선량표에서 보정인자를 유도하여 동적쐐기 조사 시 자동으로 생성되는 로그 파일을 참조하여 실효 쐐기인자 계산치를 얻어내어 비교하였다. 이 방법을 통해 별도의 측정 장비 없이 용이하게 쐐기인자의 이상 유무를 파악할 수 있었다. 기존의 복잡한 품질관리의 방법을 단순화하고 효율을 극대화시킴으로써 측정에서 분석까지 1시간 내에 동적 쐐기의 품질관리를 수행할 수 있었다. 동적쐐기는 금속쐐기와 달리 선량률과 Y축콜리메이터의 움직임에 따라 부정확도의 잠재가능성을 갖고 있으므로 수시 품질관리가 필수적인데 본 연구방법을 이용하면 단순하면서도 효율을 극대화할 수 있어 동적쐐기를 이용한 방사선치료의 안전도를 높일 수 있었다.
쐐기형태의 선량분포를 만드는 데 이용되는 선형가속기에 장착된 동적쐐기(EDW; Enhanced Dynamic Wedge)의 품질관리를 위한 간단한 방법을 고안하였다. 선량 프로파일의 품질관리를 위해서는 필름 선량측정 장비와 필름 스캐너, 고 에너지 선량 측정용 필름, 필름 농도계, 삼차원 치료 계획 장치가 사용되었다. 역방향 60$^{\circ}$ 동적쐐기를 각각 한 필름에 조사(이하 60$^{\circ}$REWP; 60$^{\circ}$ Reversed Wedge Pair)하고, 이를 통해 얻어진 선량 프로파일의 선량 대칭도를 정량적으로 분석하였으며, 동적쐐기 구동이 중간에 멈춘 경우 이를 보상하는 부분 보상조사(Partial treatment mode)도 비교하였다. 또한 측정 된 자료들을 구간선량표(Golden STT； Segmented Treatment Table) 로 구현한 삼차원 치료 계획 장치의 계산치와 비교하였다 60$^{\circ}$REWP의 실험을 통해 역방향 쐐기의 효과가 1% 이내에서 잘 상쇄되었음을 알 수 있었으며 이 자료를 기준으로 한 품질관리의 타당성을 확보할 수 있었다. 실효쐐기인자의 품질관리를 위해서는 쐐기 각도 $10^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 25$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$에 대해 실측하였고, 구간선량표에서 보정인자를 유도하여 동적쐐기 조사 시 자동으로 생성되는 로그 파일을 참조하여 실효 쐐기인자 계산치를 얻어내어 비교하였다. 이 방법을 통해 별도의 측정 장비 없이 용이하게 쐐기인자의 이상 유무를 파악할 수 있었다. 기존의 복잡한 품질관리의 방법을 단순화하고 효율을 극대화시킴으로써 측정에서 분석까지 1시간 내에 동적 쐐기의 품질관리를 수행할 수 있었다. 동적쐐기는 금속쐐기와 달리 선량률과 Y축 콜리메이터의 움직임에 따라 부정확도의 잠재가능성을 갖고 있으므로 수시 품질관리가 필수적인데 본 연구방법을 이용하면 단순하면서도 효율을 극대화할 수 있어 동적쐐기를 이용한 방사선치료의 안전도를 높일 수 있었다.
A simplistic quality assurance (QA) method was designed for a Linac built-in enhanced dynamic wedge (EDW), which can be utilized to make wedged beam distributions. For the purpose of implementing the EDW symmetry QA, a film dosimetry system, low speedy dosimetry film, film densitometer and 3D RTP sy...
A simplistic quality assurance (QA) method was designed for a Linac built-in enhanced dynamic wedge (EDW), which can be utilized to make wedged beam distributions. For the purpose of implementing the EDW symmetry QA, a film dosimetry system, low speedy dosimetry film, film densitometer and 3D RTP system were used, and the films irradiated by means of a 60$^{\circ}$ Reversed wedge pair (REWP) method. The profiles were then analyzed in terms of their symmetries, including partial treatment, which is the case of stopping it abruptly during EDW irradiation, and the measured and calculated values compared using the Cad Plan Golden Segmented Treatment Table (Golden STT). The result of this experiment was in good agreement, within 1 %, of the 'reversed wedge pair counterbalance effect'. For the QA of the effective wedge factor (EWF), the authors measured EWFs in relation to the 10$^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 25$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$ and 60$^{\circ}$ EDW, which were compared with the calculated values using the correction factor derived from the Golden STT and the log files produced automatically during the process of EDW irradiation. By means of this method it was capable of check up the safety of effective wedge factor without any other dosimetry system. The EDW QA was able to be completed within 1 hour from irradiation to analysis as a consequence of the simplified QA procedure, with maximized effectiveness. Unlike the metal wedge system, the EDW system was heavily dependent on the dose rates and jaw movements; therefore, its features could potentially cause inaccuracy. The frequent simplistic QA for the EDW is essential, and could secure against the flaw of dynamic treatment that uses the EDW.
A simplistic quality assurance (QA) method was designed for a Linac built-in enhanced dynamic wedge (EDW), which can be utilized to make wedged beam distributions. For the purpose of implementing the EDW symmetry QA, a film dosimetry system, low speedy dosimetry film, film densitometer and 3D RTP system were used, and the films irradiated by means of a 60$^{\circ}$ Reversed wedge pair (REWP) method. The profiles were then analyzed in terms of their symmetries, including partial treatment, which is the case of stopping it abruptly during EDW irradiation, and the measured and calculated values compared using the Cad Plan Golden Segmented Treatment Table (Golden STT). The result of this experiment was in good agreement, within 1 %, of the 'reversed wedge pair counterbalance effect'. For the QA of the effective wedge factor (EWF), the authors measured EWFs in relation to the 10$^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 25$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$ and 60$^{\circ}$ EDW, which were compared with the calculated values using the correction factor derived from the Golden STT and the log files produced automatically during the process of EDW irradiation. By means of this method it was capable of check up the safety of effective wedge factor without any other dosimetry system. The EDW QA was able to be completed within 1 hour from irradiation to analysis as a consequence of the simplified QA procedure, with maximized effectiveness. Unlike the metal wedge system, the EDW system was heavily dependent on the dose rates and jaw movements; therefore, its features could potentially cause inaccuracy. The frequent simplistic QA for the EDW is essential, and could secure against the flaw of dynamic treatment that uses the EDW.
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문제 정의
따라서 주기적인 품질관리가 중요한데 다중 전리함을 이용하여 선량 프로파일을 측정하거나 많은 수의 쐐기인자들을 수시로 확인하는 데는 많은 시간과 비용, 인력자원이 소요되므로 인력이 많지 않거나 측정 장비를 구매해야 할 경우 제약이 따르는게 사실이다. 본 연구의 목적은 동적 쐐기의 품질관리에 있어서 정확성, 효율성, 용이성을 극대화하는 방법을 고안하여 수시 점검을 가능하게 함으로서 동적 쐐기를 이용하는 방사선 치료에 있어 선량전달의 불확정도를 줄이는데 있다.
60°REWP를 시행하기 위해 60° 동적쐐기 치료 테이블 측 Y축 콜리메이터 이동조사(이하 60°Y1 in), 60° 동적쐐기 전자총 측 丫축 콜리메이터 이동조사(이하 60°Y2 out), 그리고 60°Yl과 60°Y2를 함께 조사한 60°REWP를 측정하였으며, 실제 임상에서 치료 중 조사가 멈춰진 경우 이를 보상하기위한 부분보상조사도 비교하였다
. 또한 의도적으로 45°동적쐐기와 60°동적쐐기를 역방향으로 조사(이하 (45°+ 60°) REVP)하여 필름 농도계를 이용해서 광학 농도(OD; Optical density)를 상대선량으로 환산하여 선량 대칭도를 측정하였다.
부분보상조사도 비교하였다. 또한 의도적으로 45°동적쐐기와 60°동적쐐기를 역방향으로 조사(이하 (45°+ 60°) REVP)하여 필름 농도계를 이용해서 광학 농도(OD; Optical density)를 상대선량으로 환산하여 선량 대칭도를 측정하였다. 이렇게 얻어진 선량 분포와 CadPlan 시스템의 계산값을 비교하여 품질관리의 타당성을 검증하였다.
실제 품질관리에서는 60°REWP 방법으로 조사된 필름을 VXR12 필름스캐너로 읽은 뒤 Wellhofer 필름 선량분석 시스템을 이용하여 선량 대칭도를 측정하는 방식으로 품질관리를 수행하였다.
본 실험에서는 단일 조사면 10X10 cn?에 대하여 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 45°, 60° 동적쐐기를 100 MU 조사한 후 C:/varian/dynMlog/에 생성되는 log 파일을 이용하여 WFprimary(10) 을 계산하고 CFθ(1O)을 곱하여 각 동적쐐기 각도에 대한 WF(10)을 계산하여 기준값인 실측 WF(10)와 비교하는 방식으로 성능 검사를 수행하였다.
위해서는 단일 조사면 10X 10 cm?에 대하여 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 45°, 60° 동적쐐기별로 수행하였다. 전자에 언급한 바와 같이 동적쐐기는 미리 프로그램되어 있는구간선량표에 의해 구동된다.
또한 선량 측정용 물통과 다중전리함, 콘트롤러 등을 설치하고 해체하는 데 많은 시간과 인력이 필요하게 된다. 이러한 시간과 인력자원을 극복하기 위해 X-Omat 필름과 VXR12 필름 스캐너를 이용하여 Y축 콜리메이터의 이동과 조사된 플루언스를 검증하였다. 우선 CadPlan 시스템을 이용하여 역방향 60° 동적 쐐기(이하 60° REWP)의 계산된 선량 프로파일을 만든다(Fig.
또한 의도적으로 45°동적쐐기와 60°동적쐐기를 역방향으로 조사(이하 (45°+ 60°) REVP)하여 필름 농도계를 이용해서 광학 농도(OD; Optical density)를 상대선량으로 환산하여 선량 대칭도를 측정하였다. 이렇게 얻어진 선량 분포와 CadPlan 시스템의 계산값을 비교하여 품질관리의 타당성을 검증하였다.
이론/모형
3. The Procedure for beam symmetry analysis using the REWP method.
다른 각도의 동적쐐기의 CFθ에 대해서는 타젠트비 공식을 이용하여 계산하였다.
얻어진 선량프로파일의 대칭도를 분석하기 위한 수식으로는 Wellhoefer사의 선량 분석 시스템에서 제공하는 분석프로토콜 중에 IEC (International Electrotechnical Commission) Protocol을 이용하였다.
성능/효과
60°동적쐐기 선량프로파일의 선량대칭도를 측정한 결과 100.9%로 비교적 균등함을 알 수 있었으며 Y축 콜리메이터와 선량률의 정확도를 간접적인 방식으로 비교적 간단하게 확인할 수 있었다.
5에서 보는 바와 같이 연속조사한 경우(이후 Normal)와 부분 보상조사(Partial)사이의 차이는 대체로 2% 이내의 평평한 분포를 보이는 반면 인위적으로 45°와 60° 동적쐐기를 조사한 경우((45°+ 60°) REWP) 선량의 비대칭도가 증가하게 나타나게 된다. CadPlan의 계산값과 Normal REWP 방법의 비교에서 계산값과 실측값이 1% 이내로 잘 일치했다.
전자에 언급한 바와 같이 동적쐐기는 미리 프로그램되어 있는구간선량표에 의해 구동된다. 따라서 “1차선의 플루언스” 만을 고려한 비를 STT를 통해 얻을 수 있으며, 전체 조사되는 상대 MU의 합과 Y jaw가 중심축을 지날 때의 상대 MU의 비를 산란선의 기여도를 배제한 쐐기인자로 볼 수있다.
또한 2000년에 이정우 등4)은 Wellhofer사의 다중 24채널 전리함(CA24; Chamber Array 24)을 이용하여 CadPlan 시스템과 비교, 분석하여 임상 이용의 가능성을 높힌 바 있다. 이러한 여러논문을 통해 동적쐐기는 금속 쐐기필터에 비해 불필요한 산란선을 줄이고, 환자와의 충돌 가능성을 배제하고, 자동화 치료를 가능하게 하는 많은 장점이 입증되었다.1,4) 그러나 동적쐐기는 방사선이 조사되는 동안 Y축 콜리메이터가 이동하며 이에 따라 선량률이 엄격하게 조절되어야 하기 때문에 언제나 불확정도를 가지고 있다.
후속연구
간단하게 7개의 각도의 동적쐐기를 조사한 후 생성되는 log file을 이용하여 WFprimary(10)을 얻어내고 미리 계산되어져 있는 CF。값을 이용하여 수시 점검을 할 수 있다. 60°REWP 방법을 통한 선량프로파일 성능확인과 로그파일을 이용한 쐐기 인자의 점검을 통해 간편하게 동적쐐기 의 이상 유무를 쉽게 파악할 수 있으리라 생각한다.
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