본 연구의 목적은 고체물등가팬텀을 사용하여 절대흡수선량을 측정할 때 물등가깊이에 비례되는 측정값을 보정하기 위한 보정인자를 구하는데 있다. 10MV X-선 빔에 대하여 백색폴리스티렌팬텀과 물팬텀에서 측정의 조건들은 선원 대 전리조 중심까지의 거리를 SAD 100 cm로 고정하였고, 조사면 크기(field size)는 각각 $10{\times}10\;cm^2$, $20{\times}20\;cm^2$를 사용하였으며, 깊이는 각각 2.3 cm, 5 cm, 10 cm, 15 cm를 사용한 것이다. 두 개의 팬텀에 대하여 분당 400 MU의 출력을 갖는 선형가속기로부터 100 MU의 전달로 각각의 조사면 크기와 깊이들에서 3번 측정으로 취득된 전리의 평균값을 측정값으로 얻었다. 이 실험으로부터 보정인자와 TPR에서 퍼센트 편차는 각각 0.97%, 0.53% 이하를 얻었다. 따라서, 고체물등가팬텀을 사용한 절대흡수선량 측정 시에는 보정인자와 TPR에서 퍼센트 편차를 사용하여 보정을 행하면 높은 정확도를 얻을 수 있다.
본 연구의 목적은 고체물등가팬텀을 사용하여 절대흡수선량을 측정할 때 물등가깊이에 비례되는 측정값을 보정하기 위한 보정인자를 구하는데 있다. 10MV X-선 빔에 대하여 백색폴리스티렌팬텀과 물팬텀에서 측정의 조건들은 선원 대 전리조 중심까지의 거리를 SAD 100 cm로 고정하였고, 조사면 크기(field size)는 각각 $10{\times}10\;cm^2$, $20{\times}20\;cm^2$를 사용하였으며, 깊이는 각각 2.3 cm, 5 cm, 10 cm, 15 cm를 사용한 것이다. 두 개의 팬텀에 대하여 분당 400 MU의 출력을 갖는 선형가속기로부터 100 MU의 전달로 각각의 조사면 크기와 깊이들에서 3번 측정으로 취득된 전리의 평균값을 측정값으로 얻었다. 이 실험으로부터 보정인자와 TPR에서 퍼센트 편차는 각각 0.97%, 0.53% 이하를 얻었다. 따라서, 고체물등가팬텀을 사용한 절대흡수선량 측정 시에는 보정인자와 TPR에서 퍼센트 편차를 사용하여 보정을 행하면 높은 정확도를 얻을 수 있다.
The purpose of this study is to get the correction factor to correct the measured values of the absolute absorbed dose proportional to the water equivalent depth. The measurement conditions in white polystyrene and water phantoms for 10MV X-ray beam are that the distance of source to center of ioniz...
The purpose of this study is to get the correction factor to correct the measured values of the absolute absorbed dose proportional to the water equivalent depth. The measurement conditions in white polystyrene and water phantoms for 10MV X-ray beam are that the distance of source to center of ionization chamber is fixed at SAD 100 cm, the field sizes are $10{\times}10\;cm^2$, $20{\times}20\;cm^2$ and the depths are 2.3 cm, 5 cm, 10 cm, and 15 cm, respectively. The mean value of ionization was obtained by three times measurements in each field size and depths after delivering 100 MU from linear accelerator with output of 400 MU per min to the two phantoms. The correction factor and the percentage deviation in TPR were obtained below 0.97% and 0.53%, respectively. Therefore, we can get high accuracy by using the correction factor and the percentage deviation in TPR in measuring the absolute absorbed dose with the solid water equivalent phantom.
The purpose of this study is to get the correction factor to correct the measured values of the absolute absorbed dose proportional to the water equivalent depth. The measurement conditions in white polystyrene and water phantoms for 10MV X-ray beam are that the distance of source to center of ionization chamber is fixed at SAD 100 cm, the field sizes are $10{\times}10\;cm^2$, $20{\times}20\;cm^2$ and the depths are 2.3 cm, 5 cm, 10 cm, and 15 cm, respectively. The mean value of ionization was obtained by three times measurements in each field size and depths after delivering 100 MU from linear accelerator with output of 400 MU per min to the two phantoms. The correction factor and the percentage deviation in TPR were obtained below 0.97% and 0.53%, respectively. Therefore, we can get high accuracy by using the correction factor and the percentage deviation in TPR in measuring the absolute absorbed dose with the solid water equivalent phantom.
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문제 정의
따라서 절대흡수선량 측정 시 물등가깊이로 비례시키는 보정인자와 TPR에서 퍼센트 편차가 필요하다. 본 연구는 절대흡수선량 측정에서 물등가깊이에 비례되는 측정값을 보정하기 위한 보정인자와 TPR에서 퍼센트 편차를 구하는데 목적이 있다. 보정인자는 빔 특성들, 전리조 종류, 고체물등가팬텀을 생산할 때 물질 조성의 변화 등에 의존한다2-3).
제안 방법
Christ는 4 MV, 6 MV, 15 MV, 25 MV 등의 X-선 빔으로 백색폴리스티렌팬텀에 조사되는 각각의 조사야 크기 10×10 cm2, 25×25 cm2에 대하여 깊이 30 cm까지 깊이의 함수로서 보정인자와 TPR에서 퍼센트 편차를 분석하였다.
선형가속기의 X-선 빔은 방향은 다르지만, 같은 조사조건을 갖는 두 팬텀으로 조사된다. 이때 물질의 전리로 생성된 전하를 검출하여 절대흡수선량의 물등가깊이로 비례시키는 보정인자를 구하고, 이 보정인자와 물팬텀의 표준 빔자료(beam data)인 TPR를 사용하여 두 물질의 상대적인 TPR에서 퍼센트 편차를 구하여, 이 두 물질을 정량적으로 비교분석할 것이다.
대상 데이터
본 연구는 백색폴리스티렌팬텀에 대한 보정인자와 TPR에서 퍼센트 편차를 연구한 결과가 없는 10 MV X-선 빔, 전위계(electrometer)와 전리조, 백색폴리스티렌팬텀과 절대흡수선량 교정용 물팬텀을 사용한다. 선형가속기의 X-선 빔은 방향은 다르지만, 같은 조사조건을 갖는 두 팬텀으로 조사된다.
실험에 사용되는 고체물등가팬텀의 물질은 티타늄산화물(TiO2)을 2% 함유하는 백색폴리스티렌으로서 혼합물이다. 이 혼합은 Harder 등에 의하여 고에너지 광자와 전자의 선량계측에서 최적의 혼합조건이라고 연구한 결과를 보고하였다2).
실험의 구성은 Fig. 1에서 보여주는 바와 같이 Varian medical systems사의 선형가속기 21EX의 빔 조사 방향에 수직되게 백색폴리스티렌팬텀, 교정용 물팬텀과 전리조(ionization chamber)를 치료실에, 전위계는 조정실에 각각 배치하여 triaxial ion chamber cable로 연결하였다.
재료들을 살펴보면, 선형가속기 출력선량 교정용 물팬텀은 Scanditronix wellhofer사의 WP34 팬텀; 백색폴리스티렌팬텀(상표: RW3)은 Scanditronix wellhofer사의 SP34 팬텀으로서 각각 1mm, 2mm, 5mm, 10mm 두께를 갖는 30×30 cm3 면적 크기의 널빤지(slab)로 구성되며, 질량밀도가 1.045 g/cm3, 물에 대한 상대적인 전자밀도비는 1.012 ; 전위계는 Scanditronix wellhofer사의 Dose1 ; 디지털 온도계는 Cooper instrument사의 TM99A; 전리조는 Scanditronix wellhofer사의 CC13으로서 활성용적은 0.13 cm3이다.
조사면 크기(field size)는 각각 10×10 cm2, 20×20cm2이고, 깊이(depth)는 각각 2.3cm, 5cm, 10 cm, 15 cm이다.
데이터처리
측정값은 분당 400MU의 출력을 갖는 선형가속기로부터 100 MU의 전달로 각각의 조사면 크기와 깊이에서 3번 측정으로 취득된 전리의 평균값으로 얻었다.
성능/효과
물과 백색폴리스티렌을 사용한 물의 절대흡수선량 측정들에서 동일한 보정인자들을 사용한다고 가정하면, 물에 대한 백색폴리스티렌에서의 전리 측정값의 차이는 물의 절대흡수선량에 비례적으로 기여하게 된다. 그러므로 백색폴리스티렌팬텀을 사용하여 물의 절대흡수선량을 측정할 때, 물등가깊이로 비례시키기 위하여 백색폴리스티 렌팬텀에서 측정된 전리 측정값에 보정인자를 곱하여 구한 계산 값과 TPR에서 퍼센트 편차를 보정한 TPR을 사용하여야만 정확성을 높일 수 있다. 여기서 TPR의 보정을 하는 이유는 절대흡수선량은 최대선량깊이에서만 비교될 수 있기 때문이다.
Christ는 4 MV, 6 MV, 15 MV, 25 MV 등의 X-선 빔으로 백색폴리스티렌팬텀에 조사되는 각각의 조사야 크기 10×10 cm2, 25×25 cm2에 대하여 깊이 30 cm까지 깊이의 함수로서 보정인자와 TPR에서 퍼센트 편차를 분석하였다. 이 분석에 의하면, 보정인자는 각각의 조사야 크기에 대하여 저에너지(4~6MV)에서 증가하는 깊이와 함께 고에너지(15 MV)보다 더 큰 기울기로 증가하고, 반면에 25MV에서는 증가하는 깊이와 함께 기울기가 감소함을 보여 준다. 또한 조사야 크기의 의존성을 보여 준다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
물은 본 논문에서 어떤 물질인가?
선형가속기의 X-선 빔 선량계측에 사용되는 팬텀의 표준물질은 물이다. 강도변조방사선치료(IMRT)의 환자지정 품질보증1)과 같은 측정들에서 물팬텀의 사용은 많은 시간이 소비되며 방수가 되지 않는 전리조의 취급에 더욱 주의가 요구된다.
물등가물질은 어떤 특성을 나타내는가?
이러한 이유로 물팬텀의 대체물로서 고체물등가팬텀(solid water equivalent phantom)들이 일상 적인 품질보증에 많이 사용되고 있다. 물등가물질은 고에너지 X-선 빔에 대하여 물과 같은 선감약계수와 질량에너지흡수계수를 가지는 흡수와 산란 특성들을 나타낸다. 그렇지만 고체물등가팬텀은 방사선 치료에 사용되는 전체 에너지 스펙트럼들에서 엄격히 물등가는 아니다2).
고체물등가팬텀이 일상적인 품질보증에 많이 사용되는 근거는 무엇인가?
선형가속기의 X-선 빔 선량계측에 사용되는 팬텀의 표준물질은 물이다. 강도변조방사선치료(IMRT)의 환자지정 품질보증1)과 같은 측정들에서 물팬텀의 사용은 많은 시간이 소비되며 방수가 되지 않는 전리조의 취급에 더욱 주의가 요구된다. 이러한 이유로 물팬텀의 대체물로서 고체물등가팬텀(solid water equivalent phantom)들이 일상 적인 품질보증에 많이 사용되고 있다.
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