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수직형 다엽 콜리메이터의 방사선 조사면 크기 결정을 통한 유용성 연구
Feasibility Study of Vertical Multileaf Collimator for Determination of Irradiation Size 원문보기

의학물리 = Korean journal of medical physics, v.22 no.1, 2011년, pp.3 - 11  

이창열 (한국원자력의학원 방사선종양학과) ,  손기홍 (한국원자력의학원 방사선종양학과) ,  신상훈 (한국원자력의학원 방사선의학연구소 방사선치료의학물리연구팀) ,  박승우 (한국원자력의학원 방사선의학연구소 방사선치료의학물리연구팀) ,  이동한 (한국원자력의학원 방사선의학연구소 방사선치료의학물리연구팀) ,  정해조 (한국원자력의학원 방사선의학연구소 방사선치료의학물리연구팀) ,  최문식 (한국원자력의학원 방사선의학연구소 방사선치료의학물리연구팀) ,  오원용 (국립의료원 방사선종양학과) ,  김금배 (한국원자력의학원 방사선종양학과) ,  양광모 (한국원자력의학원 방사선종양학과) ,  지영훈 (한국원자력의학원 방사선의학연구소 방사선치료의학물리연구팀)

초록
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본 연구에서는 제작한 수직형 다엽 콜리메이터를 이용하여 방사선치료에 사용되는 Co-60 감마선 및 6 MV 엑스선의 조사면 크기와 모양을 결정하고 동일한 모양 및 크기의 조사면을 납차폐체로 결정하여 방사선 조사면 내 선량분포 특성을 상호 분석하여 수직형 다엽 콜리메이터의 방사선 조사면 크기 결정에 관한 유용성을 평가하였다. 이를 위해 이온전리함, 유리선량계, 방사선크로믹 필름을 사용하여 선량측정 실험을 수행하였다. Co-60 감마선과 6 MV 엑스선에 대하여 기준조사면의 이온전리함 측정결과 수직형 다엽 콜리메이터의 빔 중심축 선량값이 납차폐체의 선량값보다 각각 5.1%, 4.2% 높게 측정되었다. 그리고 Co-60 감마선에 대한 4개 조사면(기준 조사면, 원형, 삼각형, 십자형)의 유리선량계 측정 결과는 수직형 다엽 콜리메이터의 선량값이 납차폐체의 선량값보다 각각 2.2%, 7.8%, 7.2%, 4.0% 높게 측정되었고, 6 MV 엑스선에 대하여는 수직형 다엽 콜리메이터의 선량값이 납차폐체의 선량값보다 각각 6.7%, 6.2%, 3.8%, 6.2% 높게 측정되었다. 방사선크로믹 필름에서 차폐체의 선량분포곡선 중 최대선량의 80%에서 20%까지의 거리를 나타내는 반음영 크기는 모든 조사면에서 수직형 다엽 콜리메이터의 반음영 크기가 납차폐체보다 Co-60의 경우 2.0~3.5 mm, 6 MV 엑스선의 경우 0.5~1.0 mm 작게 나타났으며 이는 제작한 수직형 다엽 콜리메이터가 임상에 사용되었을 때 반음영의 크기를 납차폐체보다 줄일 수 있음으로써 치료 조사면적 결정시 차폐물의 반음영으로 생기는 방사선치료체적(Treatment Volume, TV)을 최소화시킬 수 있는 장점이 있으리라 판단된다. 아울러 2차원 및 3차원 방사선치료 시 본 다엽 콜리메이터를 이용하여 다양한 방사선치료 조사면을 간편하게 결정하여 사용할 수 있으리라 생각된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study was to evaluate feasibility of Vertical Multileaf Collimator for determination of irradiation size using Vertical Multileaf Collimator and lead block to determine 4 different irradiation shape in case of Co-60 gamma-ray and 6 MV X-ray. We chose ion chamber, glass dosimeter ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 다엽 콜리메이터를 임상에 적용하기 위해 조사면의 형태, 반음영의 크기 및 선량분포상의 특성을 알아보는 다양한 연구가 진행되었다.5-7) 이에 본 연구에서는 제작한 수직형 다엽 콜리메이터를 이용하여 상용화된 다엽 콜리메이터 없이 사용중인 Co-60 감마선 및 6 MV 엑스선의 조사면 크기와 모양을 결정하고 동일한 모양 및 크기의 조사면을 납차폐체로 결정하여 방사선 조사면 내 선량분포 특성을 상호 분석하여 수직형 다엽 콜리메이터의 방사선 조사면 크기 결정에 관한 유용성을 평가하고 본 수직형 다엽 콜리메이터의 방사선의학 연구 및 치료의 응용 가능성을 평가하고자 한다.
  • 본 연구에서는 제작한 수직형 다엽 콜리메이터를 이용하여 방사선치료에 사용되는 Co-60 감마선 및 6 MV 엑스선의 조사면 크기와 모양을 결정하고 동일한 모양 및 크기의 조사면을 납차폐체로 결정하여 방사선 조사면 내 선량분포 특성을 분석하여 수직형 다엽 콜리메이터의 방사선 조사면 크기 결정에 관한 유용성을 평가하였다. 본 실험 결과는 모든 조사면에서 수직형 다엽 콜리메이터의 반음영의 범위가 납차폐체보다 작게 나타났으며, 이는 제작한 수직형 다엽 콜리메이터가 임상에 사용되었을 때 반음영의 크기를 납차폐체보다 줄일 수 있음으로써 치료 조사면적 결정시 차폐물의 반음영으로 생기는 방사선치료체적(Treatment Volume, TV)을 최소화시킬 수 있는 장점이 있으리라 판단된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
방사선 치료에 있어서 주의해야 할 점은? 방사선 치료에 있어서 주의해야 할 점은 정상조직의 원하지 않는 방사선 조사로 인한 장해를 최소화 하는 것이다. 이에 방사선치료에서 정상세포에는 방사선 조사량을 최소화하고 종양세포에 보다 충분한 양을 조사하는 물리적 방법 중 하나가 차폐체를 이용하는 방법이다.
차폐체의 종류는? 이에 방사선치료에서 정상세포에는 방사선 조사량을 최소화하고 종양세포에 보다 충분한 양을 조사하는 물리적 방법 중 하나가 차폐체를 이용하는 방법이다. 차폐체의 종류에는 일반적으로 사용되는 납차폐체(lipowitz metal, 리포위츠 합금)와 다엽 콜리메이터(Multileaf Collimator, MLC)가 있다.1) 방사선 치료에 있어서 임상적으로 다엽 콜리메이터를 최초로 사용한 것은 1960년대 중반 일본의 Takahashi가 conformation therapy를 시도하기 위해 제작한 것으로 알려져 있다.
다엽 콜리메이터를 임상에 적용하기 위해 조사면의 형태, 반음영의 크기 및 선량분포상의 특성을 알아보는 다양한 연구가 진행된 이유는? 또한 다양한 조사면을 단시간에 쉽고 편리하게 만들 수 있는 장점이 있다.1,3,4) 하지만 다엽 콜리메이터는 납차폐체와는 달리 방사선의 확산(beam divergence)과 잘 부합되는 조사면을 만들 수 없으므로, 치료면의 크기와 모양에 따라 그 정도의 차이는 있지만 조사면의 경계에서 반음영(penumbra)의 크기가 증가할 수밖에 없는 단점을 가지고 있다. 따라서 다엽 콜리메이터를 임상에 적용하기 위해 조사면의 형태, 반음영의 크기 및 선량분포상의 특성을 알아보는 다양한 연구가 진행되었다.
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참고문헌 (8)

  1. 박승우, 김금배, 최문식 등: 수동형 다엽콜리메이터의 구현 및 성능평가. 방사선방어학회 춘계학술대회논문집 (2007) 

  2. Kitabatake T, Yamamoto C, Makino S, Nagai K, Takahashi S: Development of telecobalt therapy unit with a new collimator for conformation radiotherapy (a study on conformation radiotherapy 16). Nippon Igaku Hoshasen Gakkai Zasshi 26:192-200 (1996) 

  3. 이규찬, 최진호: 다엽 콜리메이터의 임상적용을 위한 엽측간 투과 선량 및 엽종단간 투과선량 연구. 의학물리 15:17-22 (2004) 

  4. Helyer SJ, Heisig S: Multileaf collimation versus conventional shielding block: a time and motion study of beam shaping in radiotherapy. Radiotherapy and Oncology 37:61-64 (1995) 

  5. LoSasso T, Chui CS, Kutcher GL, Leibel SA, Fuks Z, Ling CC: The use of a multi-leaf collimator for conformal radiotherapy of carcinomas of the prostate and nasopharynx. Int J Radiation Oncology Biol Phys 25:161-170 (1993) 

  6. Powlis WD, Smith AR, Cheng E, et al: Innitiation of multileaf collimator conformal radiation therapy. int J Radiation Oncology Biol Phys 25:171-179 (1993) 

  7. 이병용, 조병철, 장혜숙: Multileaf collimator의 적정폭에 관한 연구. 의학물리 5:49-55 (1994) 

  8. Araki F, Moribe N, Shimonobou T, Yamashita Y: Dosimetric properties of radiophotoluminescent glass rod detector in high-energy photon beams from a linear accelerator and Cyber-Knife. Med Phys 31:1980-1986 (2004) 

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