Varian의 전자표탈영상장치(EPID, electronic portal imaging device) 검출기로 측정된 선량값은 PDIP알고리즘으로 예측된 선량 값과 비교하여 빔 중심으로부터 EPID 검출기 모서리로 갈수록 측정된 선량 값이 커지는 경향을 가지고 있다. 이를 손쉽게 임상에서 보정할 수 있는 축이탈보정(off-axis correction)알고리즘이 제안되어 본원에 설치된 Varian 선형가속기를 대상으로 적용하였다. $38{\times}28cm$의 조샤야를 열고 SSD 100 cm에서 6 MV, 15 MV 광자빔을 100 MU 조사하여 선량을 측정하고 이를 PDIP 알고리즘을 적용한 예측 선량과 비교하였다. 측정된 선량과 예측된 선량값의 비율을 축이탈거리의 4차 다항함수로 근사하여 가로선량분포 보정에 사용되는 $40{\times}40cm$ 주대각 빔 측정 데이터에 가중치로 두어 축이탈 보정을 실시했다. 보정전 $38{\times}28cm$ 조사면에서 계산된 선량값과 측정된 선량사이에는 6 MV 빔의 경우 $4.17{\pm}2.76$CU, 15 MV 빔은 $3.23{\pm}2.59$ CU의 차이가 있었으나 보정 후 두 선량값의 차이는 각각 $0.18{\pm}0.8$ CU, $04{\pm}0.85$ CU로 1% 이내로 줄였다. PDIP 알고리즘 사용준비에 사용되는 피라미드 형태 유동량(fluence)의 감마 성공률(gamma passrate)은 절대 선량 측정값을 기준으로 허용기준 4%, 4 mm에서 6 MV는 98.7%, 15 MV는 99.1%로 나타났으며 보정 후 각각 99.8%와 99.9%로 향상되었다. 축이탈 보정을 실시하고 임의로 두경부암과 전립선암의 세기조절방사선치료계획을 선정하여 세기조절방사선 치료의 정도관리를 진행했으며 보정 전과 비교하여 허용기준 3%, 3 mm에서 감마 성공률이 보정 전, 후 각각 두경부암: $94.7{\pm}3.2%$, $98.2{\pm}1.4%$ 및 전립선암: $95.5{\pm}2.6%$, $98.4{\pm}1.8%$로 평균적으로 3% 향상되었다. 축이탈보정은 EPID를 사용하는 세기조절 방사선치료의 정도관리에 있어 축이탈거리에 따른 계산된 선량값과 측정된 선량값의 차이를 효과적 보정하는 방법으로 임상에서 쉽게 적용하여 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
Varian의 전자표탈영상장치(EPID, electronic portal imaging device) 검출기로 측정된 선량값은 PDIP알고리즘으로 예측된 선량 값과 비교하여 빔 중심으로부터 EPID 검출기 모서리로 갈수록 측정된 선량 값이 커지는 경향을 가지고 있다. 이를 손쉽게 임상에서 보정할 수 있는 축이탈보정(off-axis correction)알고리즘이 제안되어 본원에 설치된 Varian 선형가속기를 대상으로 적용하였다. $38{\times}28cm$의 조샤야를 열고 SSD 100 cm에서 6 MV, 15 MV 광자빔을 100 MU 조사하여 선량을 측정하고 이를 PDIP 알고리즘을 적용한 예측 선량과 비교하였다. 측정된 선량과 예측된 선량값의 비율을 축이탈거리의 4차 다항함수로 근사하여 가로선량분포 보정에 사용되는 $40{\times}40cm$ 주대각 빔 측정 데이터에 가중치로 두어 축이탈 보정을 실시했다. 보정전 $38{\times}28cm$ 조사면에서 계산된 선량값과 측정된 선량사이에는 6 MV 빔의 경우 $4.17{\pm}2.76$ CU, 15 MV 빔은 $3.23{\pm}2.59$ CU의 차이가 있었으나 보정 후 두 선량값의 차이는 각각 $0.18{\pm}0.8$ CU, $04{\pm}0.85$ CU로 1% 이내로 줄였다. PDIP 알고리즘 사용준비에 사용되는 피라미드 형태 유동량(fluence)의 감마 성공률(gamma pass rate)은 절대 선량 측정값을 기준으로 허용기준 4%, 4 mm에서 6 MV는 98.7%, 15 MV는 99.1%로 나타났으며 보정 후 각각 99.8%와 99.9%로 향상되었다. 축이탈 보정을 실시하고 임의로 두경부암과 전립선암의 세기조절방사선치료계획을 선정하여 세기조절방사선 치료의 정도관리를 진행했으며 보정 전과 비교하여 허용기준 3%, 3 mm에서 감마 성공률이 보정 전, 후 각각 두경부암: $94.7{\pm}3.2%$, $98.2{\pm}1.4%$ 및 전립선암: $95.5{\pm}2.6%$, $98.4{\pm}1.8%$로 평균적으로 3% 향상되었다. 축이탈보정은 EPID를 사용하는 세기조절 방사선치료의 정도관리에 있어 축이탈거리에 따른 계산된 선량값과 측정된 선량값의 차이를 효과적 보정하는 방법으로 임상에서 쉽게 적용하여 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
The Varian PORTALVISION (Varian Medical Systems, US) shows significant overresponses as the off-center distance increases compared to the predicted dose. In order to correct the dose discrepancy, the off-axis correction is applied to VARIAN iX linear accelerators. The portal dose for $38{\times...
The Varian PORTALVISION (Varian Medical Systems, US) shows significant overresponses as the off-center distance increases compared to the predicted dose. In order to correct the dose discrepancy, the off-axis correction is applied to VARIAN iX linear accelerators. The portal dose for $38{\times}28cm^2$ open field is acquired for 6 MV, 15 MV photon beams and also are predicted by PDIP algorithm under the same condition of the portal dose acquisition. The off-axis correction is applied by modifying the $40{\times}40cm^2$ diagonal beam profile data which is used for the beam profile calibration. The ratios between predicted dose and measured dose is modeled as a function of off-axis distance with the $4^{th}$ polynomial and is applied to the $40{\times}40cm^2$ diagonal beam profile data as the weight to correct measured dose by EPID detector. The discrepancy between measured dose and predicted dose is reduced from $4.17{\pm}2.76$ CU to $0.18{\pm}0.8$ CU for 6 MV photon beam and from $3.23{\pm}2.59$ CU to $0.04{\pm}0.85$ CU for 15 MV photon beam. The passing rate of gamma analysis for the pyramid fluence patten with the 4%, 4 mm criteria is improved from 98.7% to 99.1% for 6 MV photon beam, from 99.8% to 99.9% for 15 MV photon beam. IMRT QA is also performed for randomly selected Head and Neck and Prostate IMRT plans after applying the off-axis correction. The gamma passing rare is improved by 3% on average, for Head and Neck cases: $94.7{\pm}3.2%$ to $98.2{\pm}1.4%$, for Prostate cases: $95.5{\pm}2.6%$, $98.4{\pm}1.8%$. The gamma analysis criteria is 3%, 3 mm with 10% threshold. It is considered that the off-axis correction might be an effective and easily adaptable means for correcting the discrepancy between measured dose and predicted dose for IMRT QA using EPID in clinic.
The Varian PORTALVISION (Varian Medical Systems, US) shows significant overresponses as the off-center distance increases compared to the predicted dose. In order to correct the dose discrepancy, the off-axis correction is applied to VARIAN iX linear accelerators. The portal dose for $38{\times}28cm^2$ open field is acquired for 6 MV, 15 MV photon beams and also are predicted by PDIP algorithm under the same condition of the portal dose acquisition. The off-axis correction is applied by modifying the $40{\times}40cm^2$ diagonal beam profile data which is used for the beam profile calibration. The ratios between predicted dose and measured dose is modeled as a function of off-axis distance with the $4^{th}$ polynomial and is applied to the $40{\times}40cm^2$ diagonal beam profile data as the weight to correct measured dose by EPID detector. The discrepancy between measured dose and predicted dose is reduced from $4.17{\pm}2.76$ CU to $0.18{\pm}0.8$ CU for 6 MV photon beam and from $3.23{\pm}2.59$ CU to $0.04{\pm}0.85$ CU for 15 MV photon beam. The passing rate of gamma analysis for the pyramid fluence patten with the 4%, 4 mm criteria is improved from 98.7% to 99.1% for 6 MV photon beam, from 99.8% to 99.9% for 15 MV photon beam. IMRT QA is also performed for randomly selected Head and Neck and Prostate IMRT plans after applying the off-axis correction. The gamma passing rare is improved by 3% on average, for Head and Neck cases: $94.7{\pm}3.2%$ to $98.2{\pm}1.4%$, for Prostate cases: $95.5{\pm}2.6%$, $98.4{\pm}1.8%$. The gamma analysis criteria is 3%, 3 mm with 10% threshold. It is considered that the off-axis correction might be an effective and easily adaptable means for correcting the discrepancy between measured dose and predicted dose for IMRT QA using EPID in clinic.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 제안된 축이탈 보정 알고리즘을 EPID를 사용하는 세기조절방사선치료의 정도관리에 적용하고 이를 평가해 보고자 하였다.
가설 설정
17 CU with 1 standard deviation. (b) The gamma index map with 3%, 3 mm criteria, which showed only 40.8% of pass rate.
8 CU with 1 standard deviation. (b) The gamma index map with 3%, 3 mm criteria. Note that the pass rate of gamma value ＜1 is significantly improved upto 98.
제안 방법
EPID 검출기가 받아들일 수 있는 최대 영상 크기는 40×30 cm2이므로 영상 중심으로부터 주대각방향을 고려하여 25 cm 까지 보정을 적용했다.
EPID를 사용하여 세기조절방사선치료의 환자별 정도관리를 진행하기 위해 VARIAN에서 제공하는 Portal Dosimetry 시스템을 본원에 설치된 iX 선형가속기에서 사용준비를 진행했다. 모든 선형가속기의 EPID는 E-arm에 의해 지지되고 있고 장착된 EPID 검출기는 비정질 실리콘(a-Si)기반의 As1000검출기로 40×30 cm2 검출면적을 가지고 있다.
Portal Dosimetry시스템에서 사용하는 CU (calibration unit) 단위의 선량과 선형가속기에서 사용되는 MU (Monitor unit) 단위의 선량을 보정하는 선량 규격화를 실시했다. 본 연구에서는 선원표면간거리 100 cm에서 10×10 cm2의 조사면을 열고 100 MU를 EPID검출기에 조사하여 검출기가 받아들이는 양을 100 CU로 계산하여 1 CU는 1 MU에 해당되는 선량으로 보정했다.
제한기에 정면지시봉(front pointer)을 설치하고 영상 교정에 사용될 EPID 검출기의 수직 좌표값으로 검출기를 옮긴 뒤에 정면지시봉의 끝이 EPID 면에 닿는 순간 해당 선원표면간거리가 영상 교정에 사용될 값과 일치하는지 확인한다. VARIAN에서는 선원표면거리 105 cm를 Portal Dosimetry의 기본사항으로 하고 있으나 본 연구에서는 선원표면간거리는 100 cm로 두고 진행했다. 영상 교정은 외부 신호가 없을 때 검출기의 기본 잡음을 걸러내는 Dark field 교정(DF)와 검출기의 반응을 모든 면적에 대하여 일정하게 만들어주는 Flood-field(FF) 교정으로 진행된다.
조사면에서 측정된 선량값과 계산된 선량값을 임의로 선택된 주대각방향값에 대하여구했다. 광자빔은 원 대칭성을 가지는 평탄화여과기를 통과하게 되어 원 대칭성을 가지게 되므로 본 연구에서는 EPID 검출기 좌표계에서 x와 y방향이 이루는 각도가 45o 인 방향을 선택하여 측정된 선량값과 계산된 선량값을 아스키(ASCII)형식으로 저장하여 분석에 활용했다. 데이터 분석에는 ROOT를 사용했다.
광자빔은 평탄화여과기를 통과하면서 원 대칭성을 가지게 되므로 획득한 조사문 영상과 계산된 선량값의 중심으로부터 임의의 주대각방향 하나를 선택하여 축이탈 거리에 따라 두 선량값의 절대 비율을 계산하고 다항 함수로 근사하여 축이탈거리의 함수로 비율을 묘사했다. 축이탈거리에 따라 예측된 선량값과 측정된 선량값의 비율을 구하고 해당 축이탈거리에 대응되는 40×40 cm2 주대각방향 빔 측정 데이터에 축이탈거리의 함수로 근사한 비율을 곱하여 40×40 cm2 주대각 빔 측정 데이터를 보정했다.
따라서 FF 교정을 진행한 뒤에 PORTALVISON 소프트웨어는 40×40 cm2의 조사면으로 측정한 주대각방향빔 측정 데이터를 사용하여 빔 중심으로부터 축이탈 거리가 증가함에 따라 실제 빔이 가지는 뿔꼴분포를 예측하여 선량계산에 적용한다.
또한 Portal Dosimetry 사용준비에 사용되는 5개의 피라미드 형태의 유동량의 감마 (γ)값을 4%, 4 mm DTA (Distance to Agreement) 조건에서 축이탈 보정 전과 후에서 비교했다.
먼저 EPID 검출기를 보호하는 덮개를 제거하고 받침대(Gantry) 각도 0° , 제한기(Collimator) 각도 0°에서 검출기 표면에 사영되는 십자선(corss hair)과 표면에 그려진 십자선이 서로 일치되는지 확인한다.
먼저 PDIP 알고리즘으로 계산된 선량값과 선형가속기에 장착된 EPID 검출기에서 측정된 측정 선량 간의 축이탈 거리에 따른 선량 차이를 정량화하기 위해 6, 15 MV에 대해 선원표면간거리 100 cm에서 빔 반음영을 고려하여 38×28 cm2 민 조사면을 열고 빔을 조사하여 Portal Dosimetry영상을 획득하였다.
보정된 주대각방향 빔 측정 데이터로 기존의 물에서 측정한 주대각방향 가로선량분포를 대치시켜 축이탈 보정을 실시한 후, 동일한 검증치료계획으로 다시 38×28 cm2 조사 면에 대하여 영상을 획득하여 예측된 선량값과 측정된 선량값이 잘 일치하는지 확인했다.
보정한 40×40 cm2 주대각방향 빔 데이터로 가로선량분포 보정을 실시하여 축이탈 보정을 실시했다.
본 연구에서는 선원표면간거리 100 cm에서 10×10 cm2의 조사면을 열고 100 MU를 EPID검출기에 조사하여 검출기가 받아들이는 양을 100 CU로 계산하여 1 CU는 1 MU에 해당되는 선량으로 보정했다.
선량의 측정값과 계산값의 비율을 축이탈 거리의 함수로 모형화하기 위해 38×28 cm2 조사면에서 측정된 선량값과 계산된 선량값을 임의로 선택된 주대각방향값에 대하여구했다.
먼저 PDIP 알고리즘으로 계산된 선량값과 선형가속기에 장착된 EPID 검출기에서 측정된 측정 선량 간의 축이탈 거리에 따른 선량 차이를 정량화하기 위해 6, 15 MV에 대해 선원표면간거리 100 cm에서 빔 반음영을 고려하여 38×28 cm2 민 조사면을 열고 빔을 조사하여 Portal Dosimetry영상을 획득하였다. 이때 Portal Dosimetry적용을 위해서는 integrated 모드에서 작동하는 I세기조절 조사면이 요구되므로, 조사면 밖에서 다엽제한기가 움직이는 세기조절 조사면을 치료계획시스템을(Eclipse 10.0, USA) 사용하여 만들어 이용했다. 해당 조사면에 대해 PDIP 알고리즘으로 예측된 선량값과 iX 선형가속기에서 6 MV와 15 MV 광자빔에 대해 조사하여 EPID 검출기로 영상을 획득했다.
먼저 EPID 검출기를 보호하는 덮개를 제거하고 받침대(Gantry) 각도 0° , 제한기(Collimator) 각도 0°에서 검출기 표면에 사영되는 십자선(corss hair)과 표면에 그려진 십자선이 서로 일치되는지 확인한다. 제한기에 정면지시봉(front pointer)을 설치하고 영상 교정에 사용될 EPID 검출기의 수직 좌표값으로 검출기를 옮긴 뒤에 정면지시봉의 끝이 EPID 면에 닿는 순간 해당 선원표면간거리가 영상 교정에 사용될 값과 일치하는지 확인한다. VARIAN에서는 선원표면거리 105 cm를 Portal Dosimetry의 기본사항으로 하고 있으나 본 연구에서는 선원표면간거리는 100 cm로 두고 진행했다.
또한 Portal Dosimetry 사용준비에 사용되는 5개의 피라미드 형태의 유동량의 감마 (γ)값을 4%, 4 mm DTA (Distance to Agreement) 조건에서 축이탈 보정 전과 후에서 비교했다. 축이탈 보정을 실시하고 각각 5개씩 두경부암과 전립선암의 세기조절방사선치료계획에 대해 세기조절방사선치료의 환자별 정도관리를 진행했으며 감마분석을 진행하고 보정 전과 후의 결과를 비교했다.
축이탈 보정을 적용하고 본원에서 두경부암과 전립선암의 세기조절방사선치료계획을 각각 5건을 임의로 선정하여 검증치료계획을 작성하고 감마인덱스 분석 허용오차 3%, 3 mm 기준에서 감마인덱스가 1 보다 낮은 성공률을 살펴보았다. Table 1에는 선택된 세기조절방사선치료계획에 대하여 축이탈 보정 전과 후의 감마인덱스 및 평균선량 차이를 보여주고 있다.
축이탈거리에 따라 예측된 선량값과 측정된 선량값의 비율을 구하고 해당 축이탈거리에 대응되는 40×40 cm2 주대각방향 빔 측정 데이터에 축이탈거리의 함수로 근사한 비율을 곱하여 40×40 cm2 주대각 빔 측정 데이터를 보정했다.
축이탈 거리가 0이 되는 중심에서 두 값은 동일한 값을 가지고 측정된 선량값이 점차 증가하게 되므로 두 값의 비율은 1부터 시작하여 점차 증가하다가 조사면이 끝나는 위치에서 감소하는 경향을 보여준다. 측정 선량값과 계산된 선량값의 비율을 빔 중심으로부터 19 cm까지 4차 다항식으로 근사했다. 측정값이 축이탈 거리에 따라 증가하는 경향을 보정하기 위해 근사 식으로부터 두 값의 비율을 얻고 해당 축이탈 거리에 일치 하는 40×40 cm2 주대각방향 빔 데이터 측정값에 가중치를 두어 가로선량분포 보정에 사용될 주대각방향 빔 데이터를 수치적으로 구했다.
측정값이 축이탈 거리에 따라 증가하는 경향을 보정하기 위해 근사 식으로부터 두 값의 비율을 얻고 해당 축이탈 거리에 일치 하는 40×40 cm2 주대각방향 빔 데이터 측정값에 가중치를 두어 가로선량분포 보정에 사용될 주대각방향 빔 데이터를 수치적으로 구했다.
0, USA) 사용하여 만들어 이용했다. 해당 조사면에 대해 PDIP 알고리즘으로 예측된 선량값과 iX 선형가속기에서 6 MV와 15 MV 광자빔에 대해 조사하여 EPID 검출기로 영상을 획득했다. 선량값으로 변환된 EPID 영상과 PDIP 알고리즘으로 계산된 선량값은 VARIAN에서 제공하는 Portal Dosimetry 프로그램을 통해 분석했다.
데이터처리
광자빔은 원 대칭성을 가지는 평탄화여과기를 통과하게 되어 원 대칭성을 가지게 되므로 본 연구에서는 EPID 검출기 좌표계에서 x와 y방향이 이루는 각도가 45o 인 방향을 선택하여 측정된 선량값과 계산된 선량값을 아스키(ASCII)형식으로 저장하여 분석에 활용했다. 데이터 분석에는 ROOT를 사용했다.9) Fig.
해당 조사면에 대해 PDIP 알고리즘으로 예측된 선량값과 iX 선형가속기에서 6 MV와 15 MV 광자빔에 대해 조사하여 EPID 검출기로 영상을 획득했다. 선량값으로 변환된 EPID 영상과 PDIP 알고리즘으로 계산된 선량값은 VARIAN에서 제공하는 Portal Dosimetry 프로그램을 통해 분석했다.
성능/효과
38×28 cm2의 조사면에 대한 감마분석 결과는 감마인덱스가 1보다 낮은 비율이 보정 전 6 MV, 15 MV 광자빔에 대해 40.8%, 53.3%에서 각각 98.0%, 98.5%로 현저하게 향상되었다.
The gamma analysis results for the pyramid fluence patten using 6 MV photon beam, before (a) and after (b) the off-axis correction. The pass rate of gamma index ＜1 with 4%, 4 mm criteria, which is used for commissioning of the Portal Dosimetry, is improved from 98.7% to 99.8%.
7은 피라미드 형태 유동량의 감마를 보여주고 있다. 감마 인덱스는 절대 선량 측정값을 기준으로 허용기준 4%, 4 mm에서 6 MV는 98.7%, 15 MV는 99.1%로 나타났으며 보정 후 각각 99.8%와 99.9%로 향상되었다.
감마분석 결과가 성공률은 보정 전과 후에 각각 두경부암: 94.7±3.2%, 98.2±1.4% 및 전립선암: 95.5±2.6%, 98.4±1.8%로 보정 전과 비교하여 평균적으로 3% 향상되었다.
감마인덱스 분석에 사용된 지점의 평균 선량차이는 보정 전, 후 두경부암은 2.1±0.5%, 1.8±0.4%, 전립선암은 3.1±0.8%, 2.9±0.7%로 축이탈 보정에 의해 평균선량차이가 감소된 것으로 나타났다.
축이탈보정 알고리즘은 예측된 선량값과 측정된 선량값의 차이를 보정하는 기법으로 본원의 iX 선형가속기에 적용하여 PDIP 알고리즘의 예측값 대비 측정값의 차이를 1 CU 이내로 보정할 수 있었다. 보정을 적용하고 임의로 선택된 두경부암과 전립선암의 세기조절방사선치료계획의 정도관리에서는 보정 전과 비교하여 허용기준 3%, 3 mm에서 감마인덱스가 1 보다 낮은 비율이 평균적으로 95%에서 98%로 3% 향상되었다. 따라서 축이탈 보정 알고리즘은 EPID를 사용한 세기조절 방사선치료의 환자별 정도관리에 있어 축이탈 거리가 증가함에 따라 발생되는 선량값의 차이를 효과적 보정하는 방법으로 임상에서 쉽게 적용하여 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
선택된 세기조절방사선치료계획에서는 감마인덱스가 1 보다 낮은 비율은 2∼3% 향상되었으며 축이탈거리가 10 cm 되는 지점에 유동량이 집중되는 경우 감마인덱스의 성공률은 최대 5% 향상되었다.
8은 두경부 세기조절방사선치료의 정도관리에 있어 검증치료계획의 유동량이 중심으로부터 축이탈거리 10 cm 지점에 모인 예를 보여주고 있다. 이 경우에 대하여 감마인덱스의 성공률은 축이탈 보정 전에는 89.6%로 나타났으나 보정 후 95.8%로 향상되었다.
축이탈 보정 후 두 선량값의 차이는 6 MV 빔의 경우 평균 0.18±0.8 CU, 최대 5.31 CU였으며 15 MV 빔은 평균 0.04±0.85 CU, 최대 5.08 CU로 나타나 예측한 값 대비 측정 값의 비율을 오차를 포함하여 1% 이내로 줄였다.
축이탈 보정을 통해 Portal Dosimetry의 감마 성공률이 두경부암 및 전립선암에 있어 평균적으로 보정 전 95%에서 보정 후 98%로 3%의 정확도 향상을 얻을 수 있었다. 이는 그동안 본원에서 IMRT 정도관리를 위해 사용하여 온 전리함형 2차원 배열 선량계인 ImMatrixx (IBA, Germany) 와 비교하여 거의 동등한 수준의 감마 성공률로 평가할 수 있어서, 현재는 Portal Dosimetry가 가능한 경우 이를 일차 적으로 사용하고 있다.
2는 본원의 iX 선형가속기에서 38×28 cm2 조사면을 열어 6 MV와 15 MV 에너지의 광자빔에 대해 100 MU를 조사했을 때 PDIP 알고리즘으로 계산된 선량값과 EPID 검출기로 측정된 선량을 축이탈거리의 함수로 보여주고 있다. 축이탈거리가 0이 되는 EPID 검출기 중심에서 두 값은 일치하나, 앞서 언급한 바와 같이 가로선량분포 보정 효과의 부정확성으로 인하여 축이탈거리가 증가할수록 검출된 선량값과 예측된 선량값의 차이는 증가하고 있다. 축이탈 거리가 중심으로부터 5 cm 이내에서는 평균 선량차이가 6 MV 광자빔의 경우 0.
90 CU의 차이가 있었다. 측정값과 계산값의 차이를 세기조절방사선치료의 정도관리에 사용되는 감마인덱스로 계산한 결과 3%, 3 mm의 DTA 조건에서 감마인덱스가 1보다 낮은 비율은 6 MV 광자빔의 경우 40.8%였고 15 MV 광자빔은 53.3%로 나타났다.
5는 40×40 cm2 주대각 빔 측정 데이터와 보정된 빔 데이터가 축이탈거리 따라 보정된 결과를 보여준다. 측정값과 예측값의 비율은 증가하는 경향을 보이므로 보정된 빔 데이터도 축이탈 거리가 증가할수록 감소하는 경향을 보이고 있다. 보정한 40×40 cm2 주대각방향 빔 데이터로 가로선량분포 보정을 실시하여 축이탈 보정을 실시했다.
후속연구
보정을 적용하고 임의로 선택된 두경부암과 전립선암의 세기조절방사선치료계획의 정도관리에서는 보정 전과 비교하여 허용기준 3%, 3 mm에서 감마인덱스가 1 보다 낮은 비율이 평균적으로 95%에서 98%로 3% 향상되었다. 따라서 축이탈 보정 알고리즘은 EPID를 사용한 세기조절 방사선치료의 환자별 정도관리에 있어 축이탈 거리가 증가함에 따라 발생되는 선량값의 차이를 효과적 보정하는 방법으로 임상에서 쉽게 적용하여 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
12) 6 MV 광자빔의 경우 최대 3% 정도 까지 E-arm으로부터 오는 후방산란 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 향후 보다 정확한 EPID 선량예측을 위해서는 이에 대한 보정 또한 이루어져야 할 것으로 사료된다. 또한, EPID를 사용하는 세기조절방사선치료의 정도관리 결과는 EPID 영상에 민감하게 반응하므로 영상의 질적 향상을 위해 정기적으로 DF 보정과 FF보정을 실행해주어야 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
세기조절방사선치료란?
세기조절방사선치료(IMRT: Intensity modulated radiation therapy)는 종양조직에 더 많은 방사선을 조사하고 인접한 주요 장기에는 최소한의 선량이 조사되어 종양제어확률 (TCP: Tumor control probability)를 높이고 정상조직합병증 확률(NTCP: Normal tissue complication probability)를 최소화 하는 치료방법이다. 따라서 세기조절방사선치료는 고도의 정밀도를 요구하게 되므로 정확한 치료수행을 위해서는 치료 전에 행해지는 환자별정도관리가 필수적으로 요구된다.
축이탈 보정 알고리즘은 EPID를 사용한 세기조절 방사선치료의 환자별 정도관리에 있어 축이탈 거리가 증가함에 따라 발생되는 선량값의 차이를 효과적 보정하는 방법으로 임상에서 쉽게 적용하여 사용할 수 있을 것으로 기대되는 이유는?
축이탈보정 알고리즘은 예측된 선량값과 측정된 선량값의 차이를 보정하는 기법으로 본원의 iX 선형가속기에 적용하여 PDIP 알고리즘의 예측값 대비 측정값의 차이를 1 CU 이내로 보정할 수 있었다. 보정을 적용하고 임의로 선택된 두경부암과 전립선암의 세기조절방사선치료계획의 정도관리에서는 보정 전과 비교하여 허용기준 3%, 3 mm에서 감마인덱스가 1 보다 낮은 비율이 평균적으로 95%에서 98%로 3% 향상되었다. 따라서 축이탈 보정 알고리즘은 EPID를 사용한 세기조절 방사선치료의 환자별 정도관리에 있어 축이탈 거리가 증가함에 따라 발생되는 선량값의 차이를 효과적 보정하는 방법으로 임상에서 쉽게 적용하여 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
EPID는 어떤 장점을 가지는가?
EPID (Electronic Portal imaging device)는 환자의 치료확인을 목적으로 도입되었으나 선량 측정 가능성이 알려진 이래로 PDIP (Portal Dose Image Prediction)알고리즘의 개발과 더불어 세기조절방사선치료의 환자별 정도관리에 사용되어왔다.1-5) EPID는 높은 2차원 공간 분해능을 가지고 있으며 정도관리에 있어 추가적으로 검출기를 설치할 필요가 없어 부대비용이 절감되고 빠른 IMRT 환자별 정도관리를 실시할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그렇지만, VARIAN에서 제공하는 PORTALVISION EPID (Varian Medical Systems, US) 시스템에는 EPID 검출기 중심으로부터 10 cm 이상 떨어져 가장자리로 갈수록 치료계획시스템에서 예측한 선량값과 비교하여 측정된 선량값이 증가하는 경향을 가지고 있다.
참고문헌 (12)
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