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문제 정의
- 본 연구에서는 일상적으로 사용되는 조사선량 값과 비교하여 소단위선량으로 조사될 경우 선형가속의 default 값으로 주어지는 장비의 출력조절 값을 이용을 할 경우 측정 오차를 계산하고 이러한 오차를 줄이는 방법을 제시 하였다.
제안 방법
- D1-C0 값이 조사선량에 미치는 영향을 분석하기 위하여 비슷한 방법으로 6 MV에서는 D1_C0값을 2700으로 고정하고, 100 MU로 측정한 값을 기준으로 하고, 50, 20, 10, 5, 2 MU을 반복 조사하여 총 100 MU으로 조사한 값과 비교하였다. 10 MV의 에너지에서는 D1_C0값을 3700으로 고정하고, 같은 방법으로 측정 비교하였다.
- 조사 방법은 강도조절방사선치료시와 같은 방법인 연속적인 측정(IM mode)방법을 사용하였다. 기준 조사야에 100, 70, 40 MU값을 조사하고, 시간을 줄이기 위해 40 MU값을 기준으로 하여 소단위선량으로 나누어 반복 조사하여 총 40 MU을 조사한 양들의 합과 비교하였다. 위와 같은 방법을 각각 6과 10 MV 에너지에서 실시하였다.
- 두 에너지 모두 출력은 SSD= 100 cm, 10×10 조사야에서 최대 선량 깊이인 1.8 cm (6 MV)와 2.8 cm (10 MV)에서 100 MU를 조사할 경우 100 cGy가 조사되도록 장비의 D1_G값과 D2_G값을 조정 하였다.
- 따라서 thimble 챔버를 SSD 100 cm에서 중앙지점에 위치하여 조사량을 측정하고, 다엽콜리메이터 사용 없이 실시한 20×20 ㎠ 크기의 조사야에서 측정한 값을 기준으로 하여 비교하였다.
- 소단위로 출력선량값을 쪼개서 여러 번 조사할 경우 1번에 조사한 동일한 출력선량값과 비교하여 선량차이를 알아보았다. 40 MU, 20 MU씩 2회, 10 MU씩 4회, 5 MU씩 8회, 4 MU씩 10회, 그리고 2 MU씩 20회로 나누어 조사했을 때 측정된 전하량을 Table 2와 Table 3에서 보여준다.
- 엽간 투과량 및 다엽콜리메이터 투과량을 측정하기 위해 조사야의 크기를 0.4×20 ㎠로 하였다.
- 작은 조사야의 경우 출력계수를 측정하기위해 PTW사의 Pinpoint chamber인 31006을 사용하였으며, 방사선치료 질 관리 시 측정하는 10×10 ㎠의 조사야 크기를 기준으로, 작은 조사야인 1×1, 2×2, 3×3, 5×5 ㎠에서 6과 10 MV 두 에너지 모두에서 출력계수를 측정하였다.
- 6 cc 파머챔버를 사용하였고, 솔리드팬텀 10 cm 깊이에 고정하였으며 방사선원에서 팬텀까지의 거리는 100 cm로 고정하였다. 조사 방법은 강도조절방사선치료시와 같은 방법인 연속적인 측정(IM mode)방법을 사용하였다. 기준 조사야에 100, 70, 40 MU값을 조사하고, 시간을 줄이기 위해 40 MU값을 기준으로 하여 소단위선량으로 나누어 반복 조사하여 총 40 MU을 조사한 양들의 합과 비교하였다.
- 편평도 및 대칭도를 측정하기 위하여 조사야크기를 20×20 ㎠를 사용하였고 MapCheck 위에 솔리드팬텀을 올려놓고 SSD 100 cm에서 5 cm 깊이에서 측정 하였다. 조사량은 1 MU에서 10 0MU까지 변화시키면서 편평도와 대칭도를 측정하였다.
- 편평도 및 대칭도를 측정하기 위하여 조사야크기를 20×20 ㎠를 사용하였고 MapCheck 위에 솔리드팬텀을 올려놓고 SSD 100 cm에서 5 cm 깊이에서 측정 하였다.
대상 데이터
- 6 cc PTW M30006 이온화 측정기와 PTW electrometer를 사용하였다. 모든 측정은 SSD 100 cm에서 워터팬텀을 이용하였고 10 cm 깊이에 고정하여 측정하였다.
- 이화여자대학교병원의 방사선종양학과에 설치되어 있는 선형가속기인 지멘스 프리머스(Simens Medical System in Germany)를 사용하였다. 지멘스 프리머스는 29쌍의 다엽콜리메이터가 장착되어 있고 두께는 1 cm이다.
- 조사야가 5×5 ㎠ 이상인 경우는 0.6 cc PTW M30006 이온화 측정기와 PTW electrometer를 사용하였다.
- 이화여자대학교병원의 방사선종양학과에 설치되어 있는 선형가속기인 지멘스 프리머스(Simens Medical System in Germany)를 사용하였다. 지멘스 프리머스는 29쌍의 다엽콜리메이터가 장착되어 있고 두께는 1 cm이다. 6과 10 MV의 두 종류의 고에너지가 사용되었으며, 강도조절방사선치료 시 사용되는 방법은 step and shoot 방법이다.
- 먼저 6과 10 MV 에너지에 대해 장비에 setting된 default 값인 D1_C0값이 0에서 측정하였다. 챔버는 0.6 cc 파머챔버를 사용하였고, 솔리드팬텀 10 cm 깊이에 고정하였으며 방사선원에서 팬텀까지의 거리는 100 cm로 고정하였다. 조사 방법은 강도조절방사선치료시와 같은 방법인 연속적인 측정(IM mode)방법을 사용하였다.
- 8 cm (10 MV)에서 100 MU를 조사할 경우 100 cGy가 조사되도록 장비의 D1_G값과 D2_G값을 조정 하였다. 출력교정은 PTW사의 Cylindrical 모양인 M30001 이온함(0.6 cc)을 이용하였다. 작은 조사야의 경우 출력계수를 측정하기위해 PTW사의 Pinpoint chamber인 31006을 사용하였으며, 방사선치료 질 관리 시 측정하는 10×10 ㎠의 조사야 크기를 기준으로, 작은 조사야인 1×1, 2×2, 3×3, 5×5 ㎠에서 6과 10 MV 두 에너지 모두에서 출력계수를 측정하였다.
이론/모형
- 소단위선량에서 방사선의 편평도와 대칭도를 측정하기 위하여 MapCheck (Sun Nuclear)를 사용하였다. MapCheck는 445개의 실리콘 다이오드로 구성되어 있고 10×10 ㎠ 크기 내부에는 7 mm 간격으로 다이오드가 배열되어 있고 바깥쪽은 14 mm 간격으로 구성되어 있다.
성능/효과
- 40 MU, 20 MU씩 2회, 10 MU씩 4회, 5 MU씩 8회, 4 MU씩 10회, 그리고 2 MU씩 20회로 나누어 조사했을 때 측정된 전하량을 Table 2와 Table 3에서 보여준다. 6 MV와 10 MV의 모두 에너지에 대해, 소단위선량이 작아질수록 100 MU를 1번에 조사한 값에 비해 많은 차이가 나고, 2 MU으로 20회를 조사하여 총 40 MU값을 조사하였을 때 6 MV에너지에서는 15.4%, 10 MV에서는 22%까지 오차가 나타났다. 이러한 차이를 줄이기 위하여 선형가속기의 D1_C0값을 default 값인 0에서 변화하면서 측정한 결과 6 MV에서는 2,700으로(Table 4), 10 MV에서는 3,700으로(Table 5) 하였을 때 오차범위가 허용수치 이내에 포함되었다.
- 3-5) Cheng 등은 지멘스 프리머스 선형가속기 장비에서 일반적인 치료상태와 step-and-shoot 강도조절 방사선치료시의 특징을 비교하였다.6) Sharpe 등도 방사선의 선형도, 편평도 및 대칭도가 traveling wave를 사용하는 선형가속기인 step-and-shoot 강도조절 방사선치료에서는 매우 중요함을 강조하였다.7) 이러한 실험이 본 연구에서도 진행되었다.
- 따라서 지멘스 장비를 이용하여 강도변조 방사선 치료를 계획할 경우 반드시 소 선량 안정도를 측정하여 최적의 D1_C0 값을 구해야 한다. 본 연구에서는 사용된 선형가속기의 경우는 6 MV에너지는 D1_C0 값이 2700, 10 MV 에너지의 경우는 3700으로 해 주었을 때 오차가 1% 미만임을 알 수 있다.
- 작은 모니터 값을 여러 번 조사할 때 환자에게 주어지는 선량을 계산한 결과 5 MU 이하의 작은 조사량(MU)을 여러 번 조사하여 100 cGy를 처방할 경우 아무런 보정도 하지 않고 그대로 시행된다면 처방선량에 비해 실제 조사선량이 6 MV 경우는 15%, 10 MV 경우는 22% 높은 것을 알 수 있다.
- 측정결과 6 MV 선형가속기의 콜리메이터의 엽 아래로 투과되는 양은 0.73%이고, 엽간의 투과량은 0.86%로서 평균 방사선투과량은 0.79%이었다.
후속연구
- 이는 일반적인 선형가속기에서 오랫동안 연구되었던 조사야 크기나 1회 조사량과는 달리 상대적으로 매우 작은 조사야와 작은치료선량에 대한 불확실성 때문이다. 따라서 강도조절 방사선치료 시 이에 대한 확인이 필요하며 주기적인 질 관리 작업에서도 5 cm보다 작은 치료 조사야와 10 MU (monitor unit)보다 작은 선량에 대한 질 관리도 함께 이루어져야 하겠다.1,2)
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