목 적: 목적: 2D-ARRAY chamber를 이용하여 고정형쐐기(Physical wedge filter)와 동적쐐기(Dynamic wedge)의 조사야 주변의 선량을 비교하여 평가하였다. 대상 및 방법: 고체팬텀위에 2D-ARRAY seven29 (PTW, Germany) chamber를 이용하여 조사야 10$\times$10, SSD 90 cm로 고정시키고 에너지는 6 MV와 15 MV로 변화시켜 5 mm 깊이의 조사야 밖 선량을 측정하였다. 쐐기필터15$^\circ$, 45$^\circ$동적쐐기와 선형가속기에 장착된 동적쐐기의 15$^\circ$, 45$^\circ$를 측정하여 조사야 끝에서 쐐기의 heel부분과 toe부분의 1 cm 되는 지점에서 5 cm 지점까지의 1 cm 간격으로 주변선량을 비교, 분석하였다. 선량은 최대선량지점에 대한 표면에 근접한 5 mm 깊이와 5 cm 깊이의 백분율로 선량값을 얻었다. 결 과: 6 MV 에너지는 동적쐐기가 고정형쐐기보다 조사야 주변 선량이 0.1$\sim$1.4%정도 모두 낮았다. 15 MV 에너지는 조사야에서 근접한 거리에서 동적쐐기의 선량이 0.4$\sim$0.9%정도 높지만 멀어지면서 급격하게 감소하여 동적쐐기가 최대 1.6% 낮게 측정되었다. 경사각 15$^\circ$와 45$^\circ$에서의 선량차이는 크지 않았으며, 동적쐐기는 heel 부분과 toe부분의 선량차이가 없는 반면 고정형쐐기는 에너지가 크고 쐐기 각도가 클수록 heel부분 보다 toe부분의 선량이 2%정도 높게 측정되었다. 결 론: 동적쐐기와 고정형 쐐기가 조사야 내에서는 같은 선량분포를 갖는 반면 조사야 주변에서는 동적쐐기가 고정형쐐기보다 선량이 낮았다. 따라서 동적쐐기를 사용할 경우 치료주위선량을 감소시킬 수 있으므로 치료부위와 근접한 표면에 가까운 주요장기의 선량을 최소화 할 수 있으며, 치료시간도 단축시킬 수 있었다.
목 적: 목적: 2D-ARRAY chamber를 이용하여 고정형쐐기(Physical wedge filter)와 동적쐐기(Dynamic wedge)의 조사야 주변의 선량을 비교하여 평가하였다. 대상 및 방법: 고체팬텀위에 2D-ARRAY seven29 (PTW, Germany) chamber를 이용하여 조사야 10$\times$10, SSD 90 cm로 고정시키고 에너지는 6 MV와 15 MV로 변화시켜 5 mm 깊이의 조사야 밖 선량을 측정하였다. 쐐기필터15$^\circ$, 45$^\circ$동적쐐기와 선형가속기에 장착된 동적쐐기의 15$^\circ$, 45$^\circ$를 측정하여 조사야 끝에서 쐐기의 heel부분과 toe부분의 1 cm 되는 지점에서 5 cm 지점까지의 1 cm 간격으로 주변선량을 비교, 분석하였다. 선량은 최대선량지점에 대한 표면에 근접한 5 mm 깊이와 5 cm 깊이의 백분율로 선량값을 얻었다. 결 과: 6 MV 에너지는 동적쐐기가 고정형쐐기보다 조사야 주변 선량이 0.1$\sim$1.4%정도 모두 낮았다. 15 MV 에너지는 조사야에서 근접한 거리에서 동적쐐기의 선량이 0.4$\sim$0.9%정도 높지만 멀어지면서 급격하게 감소하여 동적쐐기가 최대 1.6% 낮게 측정되었다. 경사각 15$^\circ$와 45$^\circ$에서의 선량차이는 크지 않았으며, 동적쐐기는 heel 부분과 toe부분의 선량차이가 없는 반면 고정형쐐기는 에너지가 크고 쐐기 각도가 클수록 heel부분 보다 toe부분의 선량이 2%정도 높게 측정되었다. 결 론: 동적쐐기와 고정형 쐐기가 조사야 내에서는 같은 선량분포를 갖는 반면 조사야 주변에서는 동적쐐기가 고정형쐐기보다 선량이 낮았다. 따라서 동적쐐기를 사용할 경우 치료주위선량을 감소시킬 수 있으므로 치료부위와 근접한 표면에 가까운 주요장기의 선량을 최소화 할 수 있으며, 치료시간도 단축시킬 수 있었다.
Purpose: This study investigates peripheral dose from physical wedge and dynamic wedge system on a multileaf collimator (MLC) equipment linear accelerator. Materials and Methods: Measurments were performed using a 2D array ion chamber and solid water phantom for a 10$\times$10 cm, source-...
Purpose: This study investigates peripheral dose from physical wedge and dynamic wedge system on a multileaf collimator (MLC) equipment linear accelerator. Materials and Methods: Measurments were performed using a 2D array ion chamber and solid water phantom for a 10$\times$10 cm, source-surface distance (SSD) 90 cm, 6 and 15 MV photon beam at depths of 0.5 cm, 5 cm through dmax. Measurments of peripheral dose at 0.5 cm and 5 cm depths were performed from 1 cm to 5 cm outside of fields for the dynamic wedge and physical wedge 15$^\circ$, 45$^\circ$. Dose profiles normalized to dose at the maximum depth. Results: At 6 MV photon beam, the average peripheral dose of dynamic wedge were lower by 1.4% and 0.1%. At 15 MV photon beam, the peripheral dose of dynamic wedge were lower by maximum 1.6%. Conclusion: This study showed that dynamic wedge can reduce scattered dose of clinical organ close to the field edge and reduced treatment time. The wedge systems produce significantly different peripheral dose that should be considered in properly choosing a wedge system for clinical use.
Purpose: This study investigates peripheral dose from physical wedge and dynamic wedge system on a multileaf collimator (MLC) equipment linear accelerator. Materials and Methods: Measurments were performed using a 2D array ion chamber and solid water phantom for a 10$\times$10 cm, source-surface distance (SSD) 90 cm, 6 and 15 MV photon beam at depths of 0.5 cm, 5 cm through dmax. Measurments of peripheral dose at 0.5 cm and 5 cm depths were performed from 1 cm to 5 cm outside of fields for the dynamic wedge and physical wedge 15$^\circ$, 45$^\circ$. Dose profiles normalized to dose at the maximum depth. Results: At 6 MV photon beam, the average peripheral dose of dynamic wedge were lower by 1.4% and 0.1%. At 15 MV photon beam, the peripheral dose of dynamic wedge were lower by maximum 1.6%. Conclusion: This study showed that dynamic wedge can reduce scattered dose of clinical organ close to the field edge and reduced treatment time. The wedge systems produce significantly different peripheral dose that should be considered in properly choosing a wedge system for clinical use.
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문제 정의
이에 저자는 쐐기보정계수의 차이와 서로 다른 선량적 특성을 고려해 볼 때 조사야 주변에 필요이상의 표면선량과 주변선량이 조사되는 것을 알 수 있었다. 따라서 전산화치료계획의 선량분포도를 비교했을 때 조사야주변의 표면선량(조사야와 근접한 곳의 선량) 차이가 있음을 확인하고 실제 고정형쐐기와 동적쐐기를 동일한 조건으로 사용했을 때 조사야 주변 선량에 미치는 인자를 알아보고 그 차이를 비교, 연구한 것을 보고한다.
제안 방법
2D-Array의 신뢰성을 확인하기 위해 각각의 에너지별로 최대선량지점과 5 cm 깊이의 선량을 0.1 cm3 표준 지두형전리함과 물 팬톰을 이용해 측정한 값과 비교하였다. 측정방법은 6 MV와 15 MV에너지에서 조사야 크기 10 × 10 cm, 선원에서 표면간거리는 100 cm로 조사야 경계부에서 1 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm 떨어진 지점의 선량을 측정하여 백분율로 하였다.
The 6 MV energy was used and the field size was 10×10 cm. Both heel and toe direction measurement were performed.
각각의 에너지를 이용하여 최대선량지점에 500 cGy를 조사하기 위한 선량값을 계산하여 쐐기필터 15°, 45°와 동적쐐기필터의 15°, 45° 사용시 서로 다른 MU값을 산출하였다.
고정형쐐기는 재질이 서로 다른 금속합금 15°와 납으로 만든 45°를 선택하여 동적쐐기 15°, 45°와 비교하였으며, 전산화 치료계획시스템(Xio, CMS, USA)을 이용하여 같은 위치에서의 동등한 선량분포를 얻기 위한 선량값을 얻었다.
본 측정은 Clinac 21EX선형가속기 6 MV와 15 MV의 두 가지 광자에너지를 비교 하였다. 선원-표면간 거리는 환자를 치료 할 때 가장 많이 사용되는 거리로서 90 cm로 하였으며, 조사야크기는 10 × 10 cm로 조사야 가장자리에서 쐐기의 heel 부분과 toe부분으로 나누어 주변부로 1 cm 지점에서 5 cm 지점까지 1 cm 간격으로 0.
선원-표면간 거리는 환자를 치료 할 때 가장 많이 사용되는 거리로서 90 cm로 하였으며, 조사야크기는 10 × 10 cm로 조사야 가장자리에서 쐐기의 heel 부분과 toe부분으로 나누어 주변부로 1 cm 지점에서 5 cm 지점까지 1 cm 간격으로 0.5 cm 깊이와 5 cm 깊이의 선량값을 측정하였다.
측정깊이는 표면선량을 측정하기 위한 깊이로 본 측정에 사용된 2D-Array의 이온전리함 특성상 5 mm 위치에서 측정하였고 최대선량지점보다 깊은 임의의 지점인 5 cm 깊이에서 측정하였다. 각각의 에너지를 이용하여 최대선량지점에 500 cGy를 조사하기 위한 선량값을 계산하여 쐐기필터 15°, 45°와 동적쐐기필터의 15°, 45° 사용시 서로 다른 MU값을 산출하였다.
쐐기각도에 의한 조사야 주변의 선량을 평가하기 위해 쐐기필터 15°와 동적쐐기필터 15° 사용에 대한 선량을 얻었고 쐐기필터 45°와 동적쐐기필터 45° 사용에 대한 선량을 얻었다. 측정된 선량은 조사야 내 최대선량깊이에서의 선량 값으로 나누어 백분율로 하였다.
측정방법은 6 MV와 15 MV에너지에서 조사야 크기 10 × 10 cm, 선원에서 표면간거리는 100 cm로 조사야 경계부에서 1 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm 떨어진 지점의 선량을 측정하여 백분율로 하였다.
대상 데이터
2차원 배열 이온전리함은 세기조절 방사선치료(Intensity Modulate Radiatiotherapy, IMRT)의 선량측정시 다엽콜리메터의 leaf position을 확인할 수 있고 고에너지와 전자선빔의 선질관리에도 사용되는 측정기기로서 평행한 아크릴(PMMA) 판위에 5 × 5 × 5 mm의 729개의 이온전리함이 들어있어 이 이온전리함 배열측정기를 이용해 조사면 가장자리의 선량을 측정할 수 있었다.
선형가속기 CL21EX, Varian, USA X선 6 MV, 15 MV를 이용하였으며 측정용으로 고체팬텀(Solid Water Phantom)과 2차원 배열 이온전리함(2D Array model729. PTW, Germany) 을 이용하여 선량을 측정하였다.
데이터처리
이온전리함의 간격이 10 mm로 측정점의 한계가 있었지만 공간분해능은 1 cm이고 선량율은 50 cGy/min에서 8 Gy/min까지 조절이 가능하며 20 cGy에서 1,000 Gy까지 측정이 가능한 장점이 있다. 측정 결과의 분석은 PTW사에서 제공하는 PTW-verisoft를 사용하였다.4)
성능/효과
이에 저자는 쐐기보정계수의 차이와 서로 다른 선량적 특성을 고려해 볼 때 조사야 주변에 필요이상의 표면선량과 주변선량이 조사되는 것을 알 수 있었다. 따라서 전산화치료계획의 선량분포도를 비교했을 때 조사야주변의 표면선량(조사야와 근접한 곳의 선량) 차이가 있음을 확인하고 실제 고정형쐐기와 동적쐐기를 동일한 조건으로 사용했을 때 조사야 주변 선량에 미치는 인자를 알아보고 그 차이를 비교, 연구한 것을 보고한다.
최대선량지점보다 깊은 임의의 지점인 5 cm 깊이에서 15° 고정형쐐기의 선량백분율은 Fig. 2와 같이 2.4%에서 7.7%의 범위에 있고 동적쐐기의 선량백분율은 2.1%에서 7.3%의 범위에 있었다.
측정결과는 0.1∼0.8%의 차이로 비교적 정확함을 확인할 수 있었다(Table 1, 2).
측정된 선량백분율을 쐐기의 종류, 사용된 에너지, 조사야 주변부 측정 방향, 쐐기의 각도별로 선량백분율의 평균을 비교하였을 때 동적쐐기를 사용할 경우 고정형쐐기를 사용할 경우보다 모두 적었고, 6 MV의 에너지를 사용할 때 보다 15 MV의 에너지를 사용할 때가 평균 선량백분율값은 높았다. 또한 heel방향보다 toe방향에서 측정된 선량백분율값이 모두 높았고 쐐기의 각도가 15°인 경우보다 45°를 사용했을 때 평균 선량 백분율값은 증가하였다.
후속연구
이러한 효과들을 종합적으로 정리하였을 때 고정형쐐기를 사용하는 경우가 동적쐐기를 사용하는 경우보다 조사야 주변부의 선량이 높다고 볼 수 있다. 이는 치료부위에 근접한 주요장기를 보호하고 정상조직의 선량을 최소화할 수 있으며 장비의 과도한 부하를 감소시키고 다양한 치료방법의 적용을 모색할 수 있는 점에서 임상에서 적절하게 선택한다면 그 효율성이 더욱 증가될 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
선형가속기의 고정형쐐기의 각도는 어떻게 결정되는가?
임상 치료계획시 불규칙적인 종양조직에 균등한 선량분포를 얻기 위해서 일반적으로 사용했던 고정형쐐기와 선형가속기에 부착되어진 콜리메터(collimator) Y-jaw의 움직임을 이용하여 선량분포를 변화시키는 동적쐐기의 두 가지 종류를 사용하고 있다. 선형가속기의 고정형쐐기는 중심선에서 개조사야의 최대선량깊이를 100%로 했을 때 선량분포곡선의 80%를 고정형쐐기의 각도로 정하는데 이 지점이 보통 5 ∼10 cm깊이에 해당된다. 또한 동적쐐기는 10 cm 깊이에서의 기울기로 각도를 정의하고 있다.
동적쐐기의 장점은 무엇인가?
이에 반하여, 동적쐐기는 선량율과 콜리메이터의 움직임을 통하여 쐐기 모양의 등선량곡선을 만든다. 따라서 빔 경화현상이 없고 고정형쐐기에 사용되는 15°, 30°, 45°, 60°에 제한되지 않은 다양한 각도를 만들어 이를 선량분포로 적용할 수있다. 또한 쐐기필터에 의한 빔 감쇄가 없어 출력이 감소하지 않아 조사량과 조사시간을 감소시킬 수 있고, 환자 치료시 조사방향과 치료계획에 따라 쐐기필터를 매번 교체해야 하는 업무 가중을 줄일 수 있다. 이와 같이 고정형쐐기와 동적쐐기는 동일한 등선량곡선을 얻기 위한 목적으로 사용되지만, 선량 분포를 만드는 방법이나 선량 특성적인 면에서 차이를 보이므로 실제 임상에서 이러한 선량 차이를 고려하여 고정형쐐기를 선택해야 한다.
고정형쐐기와 동적쐐기의 사용 목적은 무엇인가?
또한 쐐기필터에 의한 빔 감쇄가 없어 출력이 감소하지 않아 조사량과 조사시간을 감소시킬 수 있고, 환자 치료시 조사방향과 치료계획에 따라 쐐기필터를 매번 교체해야 하는 업무 가중을 줄일 수 있다. 이와 같이 고정형쐐기와 동적쐐기는 동일한 등선량곡선을 얻기 위한 목적으로 사용되지만, 선량 분포를 만드는 방법이나 선량 특성적인 면에서 차이를 보이므로 실제 임상에서 이러한 선량 차이를 고려하여 고정형쐐기를 선택해야 한다. 본 측정에서는 일반적으로 고정형쐐기를 사용하는 경우 동적쐐기를 사용하는 경우보다 조사야 주변부의 선량이 모든 경우에서 높지는 않았다.
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