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문제 정의
- 또한 최근 방사선치료계획시스템 알고리듬의 다양화 및 복잡화 등으로 인하여 독립적인 검증시스템의 필요성이 더욱 증대 된다고 할 수 있다.2) 개개 환자의 치료조건을 고려하여 제 3자에 의한 독립적인 MU의 검증은 치료계획 작성자가 범할 수 있는 오류를 치료 전에 발견하여 환자에게 그 오류의 영향이 끼치지 않도록 하는데 그 주요 목적이 있다 할 것이다.3,4) 이에 부응하여 선진국의 의학물리학자들은 수작업에 의한 계산으로 방사선치료계획시스템의 MU를 검증하거나 간단한 프로그램을 작성하여 오류를 줄이고 있다.
- 따라서 본 연구에서는 방사선치료계획시스템에 대한 독립적인 MU 검증 프로그램을 제작함으로써 방사선치료계획시스템의 commissioning 검증 및 2차원, 3차원 입체조형 방사선 치료 등의 임상적 상황에서 환자 특이적(patient specific)인 독립적 MU 검증 방법론을 구현하고자 하였다. 또한, 빔 데이터를 효과적으로 관리하고 서로 다른 치료기기의 빔 데이터베이스를 비교·평가할 수 있는 프로그램을 개발하고자 하였다.
- 또한, 빔 데이터를 효과적으로 관리하고 서로 다른 치료기기의 빔 데이터베이스를 비교·평가할 수 있는 프로그램을 개발하고자 하였다.
- 본 연구를 통하여 3차원 입체조형 방사선 치료 환자에 대한 환자 특이적인(patient specific) MU검증의 가능성을 확인하였다. 과도한 비균질 영역 계산을 제외하면 평균 절대오차는 ±2%이하, 최대오차는 5% 이내로 방사선치료계획 시스템 계산과 일치하는 것을 확인할 수 있었다.
- 본 연구에서 개발된 Scp , WF의 깊이 보정 알고리듬의 효용성을 평가하였다. 본 연구기관에서 사용하고 있는 6MV 광자선에 대하여 10 cm 깊이에서 Scp , WF를 측정한 후, 10 cm깊이 데이터를 이용하여 dmax 데이터를 계산하고 이를 다시 dmax에서의 측정값과 비교하였다.
- 그러나 여러 방사선치료계획시스템을 사용하는 치료 기관의 경우, 동일한 빔 데이터에 대해 중복 측정을 해야 하는 불편함이 있으므로, 하나의 측정조건을 참조하여 다른 조건의 측정값으로 변환하는 알고리듬이 있다면 편리하게 사용될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 깊이 보정을 고려한 Scp와 WF 의 계산법을 제시하였다. d cm에서 측정된 특정 조사야 (FS)의 Scp 값은 dmax 깊이에서의 Scp과 PDD 값을 이용하여 아래와 같이 구할 수 있다.
- 본 연구에서는 동일한 빔 데이터로 commissioning 된 방사선치료계획시스템과 MU calculator의 MU 계산을 비교함으로써 MU calculator의 정확성 및 효용성을 검증하였다. 팬톰 실험에서의 광자선은 대부분의 경우에 있어서 ±2%이내의 적은 오차를 보였고 비균질 영역 계산에 있어서 비교적 큰 오차가 나타났다.
제안 방법
- 1) 광자선의 MU계산: Non-isocentric 치료 방법을 사용할 경우, 광자선 치료 시 일정한 MU를 주었을 때에 특정 깊이에서의 실제 선량을 구하는 기본 공식을 기반으로6) 비균질 보정(PDD*: effective depth로 보정된 PDD)과 WF(쐐기투과율, wedge transmission factor), WHF(쐐기 빔 경화효과, wedge hardening factor), OAR(축 이탈 인자, off-axis ratio), TF(트레이투과율, tray transmission factor) 등을 고려하여 보완된 식을 제안하였다.
- 1) 광자선의 Scp와 WF의 깊이 보정: 측정 깊이에 따라 다른 값을 갖는 광자선의 Scp와 WF에 대하여 깊이 보정을 수행하였다. 6 MV 광자선에 대하여 10 cm에서 측정한 Scp값을 이용하여 1.
- 2) 팬톰에서의 계산결과 비교: 광자선과 전자선의 다양한 계산파라미터에 대하여 방사선치료계획시스템에서 계산된 MU와 개발된 프로그램에서의 MU를 비교하였다(Table 4, Table 5). 동일한 6 MV 데이터로 commissioning이 이루어진 방사선치료계획시스템 및 MU calculator를 사용하였고, 양의 부호는 방사선치료계획시스템의 MU가 MU calculator 의 계산값보다 더 큰 것을 나타낸다.
- 3) 빔 데이터베이스 관리: 연간 정도관리 등을 통해 수정 및 업데이트 되는 빔 데이터를 효과적으로 관리하기 위하여 데이터 파일 기반의 빔 데이터베이스 관리 모듈을 제작하였다. 해당 빔의 측정데이터를 교체하면 자동으로 주요 빔 데이터베이스가 수정된다.
- 프로그램은 Visual Basic Application 언어를 사용하였다. Ascii 파일 및 텍스트 빔 데이터 파일로부터 빔 데이터를 입력받아 빔 데이터베이스를 구축하는 프로그램 모듈을 제작하였다. 효과적인 빔 데이터베이스를 설계하기 위하여, 객체 지향 프로그래밍(OOP, objective oriented programming)원칙을 활용하였으며, 스프레드시트(Excel)의 워크시트 함수를 사용하여 사용자가 쉽게 데이터베이스에 접근할 수있도록 하였다.
- 환자1명 당 4개의 빔을 사용할 수 있으며, 치료계획 관련 파라미터는 워크시트에 저장할 수 있다. MU 검증 기록을 환자별로 관리하기 위해 리포트 시트 제작 및 이미지 저장 등의 기능을 제작하였다.
- 2) 사용자 친화적인 MU계산 인터페이스 개발: MU 계산 인터페이스는 사용자의 편의성을 고려하여 대화상자 기반의 프로그램으로 제작하였다. 광자선, 전자선, 쐐기, 블록트레이, 축이탈, 비균질 보정 등 다양한 옵션을 선택할 수있도록 구성하였다. 대화상자 인터페이스는 일반용/전문가용 2가지 모드로 개발되었는데, 일반용에서는 축이탈 인자, 비균질보정 등 복잡한 옵션을 제외되어 있다.
- 광자선의 경우, 스캔 데이터로서 개방조사야(Open field)와 쐐기(Wedge)빔에 대한 PDD (깊이선량백분율, percentage depth dose)과 프로파일을 깊이, 조사야 크기별로 측정하였고, 비스캔 데이터로서 Scp (총산란인자, total scattering factor), Sc (콜리메이터 산란인자, collimator scattering factor), WF (쐐기투과율, wedge transmission factor), TF (트레이투과율, tray transmission factor) 등을 측정하였다.
- 만약 쐐기를 사용하는 경우, 개방조사야(Open) PDD를 사용하지 않고 쐐기빔(Wedge) PDD를 계산에 사용한다면 WHF를 사용할 필요는 없다. 그리고 비균질 보정(inhomogeneity correction)을 위해서는 비균질의 밀도를 고려한 유효깊이(effective depth)를 PDD와 TMR(tissue maximum ratio)에 적용하였다.
- 빔 데이터베이스 접근을 위하여 Excel의 워크시트 함수가 적절하게 이용되었다. 따라서 측정 데이터 파일을 따로 처리하거나 데이터를 추출하여 편집할 필요가 없이 워크시트 인터페이스에서 직접 접근할 수 있도록 구현하였고 적절한 내삽과 외삽 알고리듬을 사용하였다(Fig. 6). 빔 데이터의 효과적인 관리 및 업데이트를 위해 빔 데이터북 템플릿과 빔 데이터 비교 템플릿을 제작하였다.
- 효과적인 빔 데이터베이스를 설계하기 위하여, 객체 지향 프로그래밍(OOP, objective oriented programming)원칙을 활용하였으며, 스프레드시트(Excel)의 워크시트 함수를 사용하여 사용자가 쉽게 데이터베이스에 접근할 수있도록 하였다. 또한, 정확도를 높이기 위해 포인트 데이터에 대하여 선형 내삽, 외삽을 구현하였다. 특정 깊이 조건에서 측정된 데이터(Scp, WF)에 대하여 앞에서 언급한 보정 알고리듬을 이용하여 계산될 수 있도록 하였다.
- 프로그램의 정확성을 평가하기 위하여 팬톰에서의 선량을 방사선치료계획시스템과 비교 검증하였다. 방사선치료 계획시스템(XiO, CMS)에서 가상의 물팬톰을 제작하고 광자선(6 MV)과 전자선(9 MeV)의 다양한 조건(isocentric, non-isocenteric, 더 길어진 SSD, 물 깊이, aperture 유무, 금속 쐐기(hard wedge), 기능강화동적쐐기(enhanced dynamic wedge, EDW), 축이탈 정도, 비균질 보정 등)에서 MU계산을 수행하였다. 계산 알고리듬은 방사선치료계획시스템의 경우 FFT convolution이 사용되었고, 본 프로그램에서는 앞에서 제시한 공식이 사용되었다.
- 3) 환자 치료기록을 이용한 검증: 6 MV와 15 MV의 광자선으로 3차원 입체조형 방사선 치료를 받은 17명의 환자 데이터에 대해 MU값의 교차 검증을 시행하였다. 방사선치료계획시스템의 치료계획 파라미터를 개발된 MU calculator에 입력하여 MU 계산을 시행하고 방사선치료계획시스템의 MU 값과 비교하였다(Table 6). 6MV 광자선의 경우에는 절대 오차가 1.
- 본 연구기관에서 사용하고 있는 6MV 광자선에 대하여 10 cm 깊이에서 Scp , WF를 측정한 후, 10 cm깊이 데이터를 이용하여 dmax 데이터를 계산하고 이를 다시 dmax에서의 측정값과 비교하였다.
- 본 연구에서 개발된 방사선치료계획시스템 검증 프로그램은 상용 스프레드시트 기반(Excel, Microsoft)의 프로그램으로 제작되었다. Excel에 포함된 VBA를 충분히 활용함으로써 사용자 친화적인 GUI 및 다양한 목적으로의 확장성을 구현할 수 있었다.
- 1). 비 스캔 데이터의 경우에는 자체적으로 파일형식을 제작하여 사용하였다. 텍스트 편집 프로그램 또는 상용 스프레드시트 프로그램(Excel, Microsoft)에서 쉽게 입력/ 저장 할 수 있도록 구성되었고 측정조건을 명시한 헤더부분과 데이터부분으로 구성되었다(Fig.
- 빔 데이터 비교 템플릿은 최대 4개까지의 각기 다른 빔 데이터를 불러들여 PDD, Profile, Scp , Sc, WF 등을 한 눈에 비교·평가할 수 있도록 제작되었다.
- 미리 제작된 빔 데이터 북 양식은 실시간으로 수정된 빔 데이터베이스를 반영하고, 출력하여 데이터 북으로 사용될 수 있도록 하였다. 빔 데이터베이스 구축 모듈을 이용하여 2개 이상의 빔에 대하여 특성을 비교/평가할 수 있는 모듈을 제작하였다. 복수의 빔 데이터에 대하여 PDD, Scp , Sc 등 MU 계산에 큰 영향을 미치는 요소들을 미리 제작된 템플릿을 사용하여 한 눈에 비교할 수 있다.
- 6). 빔 데이터의 효과적인 관리 및 업데이트를 위해 빔 데이터북 템플릿과 빔 데이터 비교 템플릿을 제작하였다. 빔 데이터북 템플릿은 이러한 빔 데이터 접근 워크시트 함수를 이용하여 측정 데이터 파일에 따라 자동으로 업데이트 되며, 출력하여 빔 데이터 북으로 활용할 수 있도록 제작되었다(Fig.
- 그러나 VBA로 구현된 GUI를 통하여 다양한 빔 데이터를 쉽게 commissioning 할 수 있었고, 한 번 프로그램에 로딩된 빔 데이터베이스는 Excel 워크시트 함수(excel worksheet functions)로 쉽게 접근할 수 있었다. 이러한 함수들의 조합을 이용하여 빔 데이터북 템플릿 및 빔 데이터 비교 템플릿이 제작되었다. 이러한 실용적인 템플릿들은 지루하고 많은 시간이 요구되는 빔 데이터베이스 관리 작업에 많은 도움을 줄 것으로 기대된다.
- 본 연구기관의 선형가속기(Clinac 21Ex, Varian, USA)에서 광자선과 전자선의 빔 데이터를 측정하였다. 측정은 치료계획 시스템(Xio, CMS, USA)의 commissioning 조건에 따라 시행되었다. 선량 측정에는 3차원 물 팬톰(Blue Phantom, Welhofer, Germany), 이온화전리함(Micro Chamber 0.
- 또한, 정확도를 높이기 위해 포인트 데이터에 대하여 선형 내삽, 외삽을 구현하였다. 특정 깊이 조건에서 측정된 데이터(Scp, WF)에 대하여 앞에서 언급한 보정 알고리듬을 이용하여 계산될 수 있도록 하였다.6)
- 환자 특이적 MU 검증의 효용성을 평가하기 위하여 기존에 방사선 치료를 받은 환자의 치료계획 기록을 이용하였다. 팬톰 실험과 마찬가지로 동일한 빔 데이터베이스로 방사선치료계획시스템과 MU 계산 프로그램을 commissioning 하였다. 총 17명의 환자에서 108 개의 6MV와 15MV 광자선 계산 파라미터를 수집하였고, 수집된 파라미터를 MU 계산 프로그램에 적용하여 MU를 재계산하였다.
- 4). 프로그램 사용 기관에서 계산 기록을 저장할 수 있도록 보고서 기능을 구현하였고, 이를 이미지 파일로 자동으로 저장할 수 있도록 구현하였다(Fig. 5).
- 환자 특이적 MU 검증의 효용성을 평가하기 위하여 기존에 방사선 치료를 받은 환자의 치료계획 기록을 이용하였다. 팬톰 실험과 마찬가지로 동일한 빔 데이터베이스로 방사선치료계획시스템과 MU 계산 프로그램을 commissioning 하였다.
대상 데이터
- 본 연구기관의 선형가속기(Clinac 21Ex, Varian, USA)에서 광자선과 전자선의 빔 데이터를 측정하였다. 측정은 치료계획 시스템(Xio, CMS, USA)의 commissioning 조건에 따라 시행되었다.
- 측정은 치료계획 시스템(Xio, CMS, USA)의 commissioning 조건에 따라 시행되었다. 선량 측정에는 3차원 물 팬톰(Blue Phantom, Welhofer, Germany), 이온화전리함(Micro Chamber 0.125 cc, PTW, Germany)과 전위계(electrometer, Unidos, PTW, Germany)를 이용하였고, 빔데이터는 이온화 전리함을 동적으로 이동하며 측정한 스캔 데이터와 정지 상태에서 측정한 비스캔 데이터로 나누어 수집하였다. 광자선의 경우, 스캔 데이터로서 개방조사야(Open field)와 쐐기(Wedge)빔에 대한 PDD (깊이선량백분율, percentage depth dose)과 프로파일을 깊이, 조사야 크기별로 측정하였고, 비스캔 데이터로서 Scp (총산란인자, total scattering factor), Sc (콜리메이터 산란인자, collimator scattering factor), WF (쐐기투과율, wedge transmission factor), TF (트레이투과율, tray transmission factor) 등을 측정하였다.
- 광자선의 경우, 스캔 데이터로서 개방조사야(Open field)와 쐐기(Wedge)빔에 대한 PDD (깊이선량백분율, percentage depth dose)과 프로파일을 깊이, 조사야 크기별로 측정하였고, 비스캔 데이터로서 Scp (총산란인자, total scattering factor), Sc (콜리메이터 산란인자, collimator scattering factor), WF (쐐기투과율, wedge transmission factor), TF (트레이투과율, tray transmission factor) 등을 측정하였다. 스캔데이터는 3차원 물팬톰 연동 소프트웨어(Omnipro Accept 6.0, Scanditronix Welhofer, Sweden)를 사용하여 ascii 파일 형태로 저장하였고 비스캔 데이터는 별도의 텍스트파일 형태로 저장하여 수집하였다.
데이터처리
- 3) 환자 치료기록을 이용한 검증: 6 MV와 15 MV의 광자선으로 3차원 입체조형 방사선 치료를 받은 17명의 환자 데이터에 대해 MU값의 교차 검증을 시행하였다. 방사선치료계획시스템의 치료계획 파라미터를 개발된 MU calculator에 입력하여 MU 계산을 시행하고 방사선치료계획시스템의 MU 값과 비교하였다(Table 6).
- 이 때, 프로그램에서 구축된 빔 데이터베이스는 해당 방사선치료계획시스템의 commissioning에 사용된 측정 데이터가 그대로 반영되었으므로, MU계산의 오차는 방사선치료계획시스템과 개발된 프로그램의 계산 알고리듬 차이에서 기인한다. 계산 결과의 오차를 구하고 계산 조건 별로 오차 절대값의 평균을 구하여 정확도를 평가하였다.
- 총 17명의 환자에서 108 개의 6MV와 15MV 광자선 계산 파라미터를 수집하였고, 수집된 파라미터를 MU 계산 프로그램에 적용하여 MU를 재계산하였다. 기존 방사선치료계획시스템에서 계산된 값과의 오차를 구하고 오차 절대값의 평균을 구하여 정확도를 평가하였다.
- 팬톰 실험과 마찬가지로 동일한 빔 데이터베이스로 방사선치료계획시스템과 MU 계산 프로그램을 commissioning 하였다. 총 17명의 환자에서 108 개의 6MV와 15MV 광자선 계산 파라미터를 수집하였고, 수집된 파라미터를 MU 계산 프로그램에 적용하여 MU를 재계산하였다. 기존 방사선치료계획시스템에서 계산된 값과의 오차를 구하고 오차 절대값의 평균을 구하여 정확도를 평가하였다.
- 프로그램의 정확성을 평가하기 위하여 팬톰에서의 선량을 방사선치료계획시스템과 비교 검증하였다. 방사선치료 계획시스템(XiO, CMS)에서 가상의 물팬톰을 제작하고 광자선(6 MV)과 전자선(9 MeV)의 다양한 조건(isocentric, non-isocenteric, 더 길어진 SSD, 물 깊이, aperture 유무, 금속 쐐기(hard wedge), 기능강화동적쐐기(enhanced dynamic wedge, EDW), 축이탈 정도, 비균질 보정 등)에서 MU계산을 수행하였다.
이론/모형
- 방사선치료 계획시스템(XiO, CMS)에서 가상의 물팬톰을 제작하고 광자선(6 MV)과 전자선(9 MeV)의 다양한 조건(isocentric, non-isocenteric, 더 길어진 SSD, 물 깊이, aperture 유무, 금속 쐐기(hard wedge), 기능강화동적쐐기(enhanced dynamic wedge, EDW), 축이탈 정도, 비균질 보정 등)에서 MU계산을 수행하였다. 계산 알고리듬은 방사선치료계획시스템의 경우 FFT convolution이 사용되었고, 본 프로그램에서는 앞에서 제시한 공식이 사용되었다. MU계산에 적용된 다양한 파라미터를 Table 1 (광자선), Table 2 (전자선)에 나타내었다.
- 1) 빔 데이터베이스의 구축: RFA-300 (Scanditronix) 형식의 파일은 3차원 물 팬톰 데이터를 저장하기 위한 파일 형식이고 다양한 방사선치료계획시스템에서 호환이 가능하다. 따라서, 본 연구에서는 스캔 데이터를 저장하기 위해 RFA-300 형식의 ascii 파일을 사용하였다. RFA-300 파일은 한 파일 내에 여러 개의 측정데이터가 저장되어 있고 하나의 측정데이터는 ‘측정정보＋데이터' 형태로 구성되어 있다(Fig.
- Ascii 파일 및 텍스트 빔 데이터 파일로부터 빔 데이터를 입력받아 빔 데이터베이스를 구축하는 프로그램 모듈을 제작하였다. 효과적인 빔 데이터베이스를 설계하기 위하여, 객체 지향 프로그래밍(OOP, objective oriented programming)원칙을 활용하였으며, 스프레드시트(Excel)의 워크시트 함수를 사용하여 사용자가 쉽게 데이터베이스에 접근할 수있도록 하였다. 또한, 정확도를 높이기 위해 포인트 데이터에 대하여 선형 내삽, 외삽을 구현하였다.
성능/효과
- 15 MV 광자선 중 깊이 3 cm 이상의 비균질성 영역이 있는 치료빔은 따로 분류하여 비교하였고 절대 오차가 비교적 크게 나타났다(2.7±2.6%, MAX: 8.9%).
- 데이터 오류의 영향이 그대로 반영되는 MU calculator와 상당한 오차를 나타낼 것이므로 이를 통해 측정 데이터의 오류를 찾아낼 수 있다. 2) 본 연구에서 개발된 빔 데이터 비교 템플릿을 이용하면, 사용된 빔 데이터베이스를 검증받은 데이터베이스와 총체적으로 비교할 수 있으므로 치명적인 오류를 방지할 수 있다.
- 2) 사용자 친화적인 MU계산 인터페이스 개발: MU 계산 인터페이스는 사용자의 편의성을 고려하여 대화상자 기반의 프로그램으로 제작하였다. 광자선, 전자선, 쐐기, 블록트레이, 축이탈, 비균질 보정 등 다양한 옵션을 선택할 수있도록 구성하였다.
- 와 WF에 대하여 깊이 보정을 수행하였다. 6 MV 광자선에 대하여 10 cm에서 측정한 Scp값을 이용하여 1.5 cm에서의 Scp 값으로 계산한 결과, 1.5 cm에서의 측정값과 1%이하의 오차로 잘 일치하였다 (Fig. 8). WF에 대하여서도 10 cm 측정값을 기준으로 1.
- 9%로 나타났다. Block aperture에 의한 차이는 특히 작은 조사야에서 방사선치료계획시스템의 계산 알고리즘의 부정확성에 의해 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 전자선에서 작은 조사야의 경우에는 방사선치료계획시스템의 계산에 의존하기 보다는 정확한 측정에 의한 COF (cut-out factor)를 사용하여 계산에 적용하는 것이 가장 정확한 MU를 계산할 수 있을 것으로 생각된다.
- 본 연구에서 개발된 방사선치료계획시스템 검증 프로그램은 상용 스프레드시트 기반(Excel, Microsoft)의 프로그램으로 제작되었다. Excel에 포함된 VBA를 충분히 활용함으로써 사용자 친화적인 GUI 및 다양한 목적으로의 확장성을 구현할 수 있었다. 그러나 본 연구에서 VBA로 구연된 프로그램에서는 빔을 최대 4개까지 동시에 사용할 수 있고, 구동 시 Excel 프로그램이 필요한 한계가 있다.
- 본 연구에서 개발된 선량 계산 및 빔데이터 관리 프로그램은 방사선치료계획시스템에 입력되는 동일한 측정데이터를 기반으로 운영되므로 방사선치료계획시스템의 포괄적이고 독립적인 검증에 용이하게 사용될 수 있다. 개발된 프로그램 정확성은 팬톰 측정결과와 환자 데이터를 이용한 방사선치료계획시스템 계산결과와의 비교를 통해 검증되 었으며, 치명적인 계산 오류를 방지할 수 있는 환자 특이적 MU 교차검증에 이용할 수 있다. 또한 이 프로그램을 통해 임상에서의 간단한 수계산에 의한 MU 계산의 편의성과 정확성을 높일 수 있다.
- 개발된 프로그램의 가장 큰 특징은 방사선치료계획시스템에 입력되는 빔 데이터 파일을 직접 이용할 수 있다는 것이다. 기존의 자체 제작 MU calculator는 빔 데이터 변경시 데이터베이스의 업데이트가 까다롭고 많은 시간과 노력이 필요한 단점이 있었다.
- 과도한 비균질 영역 계산을 제외하면 평균 절대오차는 ±2%이하, 최대오차는 5% 이내로 방사선치료계획 시스템 계산과 일치하는 것을 확인할 수 있었다.
- 하지만 현재 거의 개발이 완료된 C＋＋로 제작된 프로그램은 자체수행 프로그램(executable program)으로 기존에 Excel이 필요했던 번거로움을 없애줄 수 있으며 빔의 개수에 제한 없이 사용할 수 있게 보완 되었다. 그러나 VBA로 구현된 GUI를 통하여 다양한 빔 데이터를 쉽게 commissioning 할 수 있었고, 한 번 프로그램에 로딩된 빔 데이터베이스는 Excel 워크시트 함수(excel worksheet functions)로 쉽게 접근할 수 있었다. 이러한 함수들의 조합을 이용하여 빔 데이터북 템플릿 및 빔 데이터 비교 템플릿이 제작되었다.
- 기존의 자체 제작 MU calculator는 빔 데이터 변경시 데이터베이스의 업데이트가 까다롭고 많은 시간과 노력이 필요한 단점이 있었다. 그러나 본 프로그램에서는 3차원 물팬톰 등에서 만들어진 빔 데이터파일의 교체만으로 업데이트된 빔에 대한 MU 계산을 쉽게 시행할 수 있었다. 이러한 장점을 이용하면, 방사선치료계획시스템 commissioning 시 방사선치료계획시스템에 측정데이터가 제대로 입력되었는지 검증할 수 있다.
- 또한, 데이터베이스의 구성요소를 항목에 따라 확인할 수 있어서, 데이터의 중복 및 분실을 점검할 수 있었다. 대화상자 기반의 GUI로 구성된 MU calculator로 환자 치료계획 정보를 기록할 수 있었으며, 사용된 빔에 대한 MU계산을 효과적으로 수행할 수 있었다(Fig. 4). 프로그램 사용 기관에서 계산 기록을 저장할 수 있도록 보고서 기능을 구현하였고, 이를 이미지 파일로 자동으로 저장할 수 있도록 구현하였다(Fig.
- 개발된 프로그램 정확성은 팬톰 측정결과와 환자 데이터를 이용한 방사선치료계획시스템 계산결과와의 비교를 통해 검증되 었으며, 치명적인 계산 오류를 방지할 수 있는 환자 특이적 MU 교차검증에 이용할 수 있다. 또한 이 프로그램을 통해 임상에서의 간단한 수계산에 의한 MU 계산의 편의성과 정확성을 높일 수 있다. 또한, 빔데이터베이스 생성 기능을 이용하여 빔데이터 관리, 분석, 경신, 주기적 모니터링 등을 효과적으로 수행할 수 있다.
- 3). 또한, 데이터베이스의 구성요소를 항목에 따라 확인할 수 있어서, 데이터의 중복 및 분실을 점검할 수 있었다. 대화상자 기반의 GUI로 구성된 MU calculator로 환자 치료계획 정보를 기록할 수 있었으며, 사용된 빔에 대한 MU계산을 효과적으로 수행할 수 있었다(Fig.
- 5 cm의 측정값과 잘 일치하였다(Table 3). 이로써 다양한 측정조건을 가진 Scp , WF 데이터에 대해 깊이 보정을 통하여 이들 데이터가 호환이 가능한 것으로 나타났다.
- 팬톰 실험에서의 광자선은 대부분의 경우에 있어서 ±2%이내의 적은 오차를 보였고 비균질 영역 계산에 있어서 비교적 큰 오차가 나타났다.
후속연구
- Excel에 포함된 VBA를 충분히 활용함으로써 사용자 친화적인 GUI 및 다양한 목적으로의 확장성을 구현할 수 있었다. 그러나 본 연구에서 VBA로 구연된 프로그램에서는 빔을 최대 4개까지 동시에 사용할 수 있고, 구동 시 Excel 프로그램이 필요한 한계가 있다. 하지만 현재 거의 개발이 완료된 C＋＋로 제작된 프로그램은 자체수행 프로그램(executable program)으로 기존에 Excel이 필요했던 번거로움을 없애줄 수 있으며 빔의 개수에 제한 없이 사용할 수 있게 보완 되었다.
- 과도한 비균질 영역 계산을 제외하면 평균 절대오차는 ±2%이하, 최대오차는 5% 이내로 방사선치료계획 시스템 계산과 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 다만, 17명의 환자 데이터 중 14명의 환자가 작은 조사야와 큰 굴곡을 갖는 뇌암 환자 데이터인 것을 고려할 때 조사야가 크고 표면의 굴곡이 크지 않은 다른 치료 부위(예: pelvis) 에서의 정확성은 크게 증가할 것으로 기대된다.
- 본 연구에서 개발된 선량 계산 및 빔데이터 관리 프로그램은 방사선치료계획시스템에 입력되는 동일한 측정데이터를 기반으로 운영되므로 방사선치료계획시스템의 포괄적이고 독립적인 검증에 용이하게 사용될 수 있다. 개발된 프로그램 정확성은 팬톰 측정결과와 환자 데이터를 이용한 방사선치료계획시스템 계산결과와의 비교를 통해 검증되 었으며, 치명적인 계산 오류를 방지할 수 있는 환자 특이적 MU 교차검증에 이용할 수 있다.
- 이러한 함수들의 조합을 이용하여 빔 데이터북 템플릿 및 빔 데이터 비교 템플릿이 제작되었다. 이러한 실용적인 템플릿들은 지루하고 많은 시간이 요구되는 빔 데이터베이스 관리 작업에 많은 도움을 줄 것으로 기대된다.
- 한편, 측정 데이터 자체에 오류가 존재하여 방사선치료 계획시스템과 MU calculator에 동시에 잘못 입력될 가능성을 고려해야 할 것이다. 그러한 경우 다음 두 가지 방법을 통해 오류를 찾아낼 수 있다.
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