[국내논문]광자극형광나노닷선량계를 사용한 6 MV 조사야 가장자리 바깥 선량 측정 Measurement of Dose outside a 6 MV Field Edge Using Optically Stimulated Luminescent Nano Dot Dosimeters원문보기
이 연구의 목적은 6 MV광자 빔에 대하여 팬텀 표면으로부터 1 cm 깊이에서 조사야 가장자리 바깥 축외선량비와 1 mmPb의 차폐비를 조사하는 데 있다. 180 cGy의 선량은 SAD기법에서 $10{\times}10cm^2$와 $15{\times}15cm^2$ 조사야에 대하여 깊이 10 cm에 전달되었다. 축외선량비는 조사야의 중심축과 가장자리로부터 2, 4, 6 cm에 위치된 광자극형광나노닷선량계(OSLnD)들의 선량을 측정하여 계산하였다. 그리고 1 mmPb의 차폐비는 조사야 가장자리로부터 2, 4, 6 cm에 위치된 OSLnD들의 선량을 측정하여 산출하였다. 결과로서, $10{\times}10cm^2$와 $15{\times}15cm^2$ 조사야에 대하여, 축외선량비들은 0.008-0.023과 0.011-0.028을 각각 얻었다. 또한 1 mmPb의 차폐비들은 0.868-0.888과 0.807-0.842을 각각 얻었다. 이 결과들은 방사선치료 조사야 바깥에 위치한 위험장기들을 보호하기 위한 자료를 제공한다.
이 연구의 목적은 6 MV 광자 빔에 대하여 팬텀 표면으로부터 1 cm 깊이에서 조사야 가장자리 바깥 축외선량비와 1 mmPb의 차폐비를 조사하는 데 있다. 180 cGy의 선량은 SAD기법에서 $10{\times}10cm^2$와 $15{\times}15cm^2$ 조사야에 대하여 깊이 10 cm에 전달되었다. 축외선량비는 조사야의 중심축과 가장자리로부터 2, 4, 6 cm에 위치된 광자극형광나노닷선량계(OSLnD)들의 선량을 측정하여 계산하였다. 그리고 1 mmPb의 차폐비는 조사야 가장자리로부터 2, 4, 6 cm에 위치된 OSLnD들의 선량을 측정하여 산출하였다. 결과로서, $10{\times}10cm^2$와 $15{\times}15cm^2$ 조사야에 대하여, 축외선량비들은 0.008-0.023과 0.011-0.028을 각각 얻었다. 또한 1 mmPb의 차폐비들은 0.868-0.888과 0.807-0.842을 각각 얻었다. 이 결과들은 방사선치료 조사야 바깥에 위치한 위험장기들을 보호하기 위한 자료를 제공한다.
The purpose of this study is(was) to investigate the shielding ratio of 1 mmPb and the off axis ratio outside the field edge at depth of 1 cm from a phantom surface for 6 MV photon beam. A dose of 180 cGy was delivered to a depth of 10 cm for a $10{\times}10cm^2$ and $15{\times}15cm^...
The purpose of this study is(was) to investigate the shielding ratio of 1 mmPb and the off axis ratio outside the field edge at depth of 1 cm from a phantom surface for 6 MV photon beam. A dose of 180 cGy was delivered to a depth of 10 cm for a $10{\times}10cm^2$ and $15{\times}15cm^2$ field in the SAD technique. The off axis ratio was calculated by measuring the dose of optically stimulated luminescent nanoDot dosimeters(OSLnDs) positioned at 2, 4 and 6 cm from the field edge, and the center axis of field. And the shielding ratio of 1 mmPb was calculated by measuring the dose of OSLnDs positioned at 2, 4 and 6 cm from the field edge.. As a result, for a $10{\times}10cm^2$ and $15{\times}15cm^2$ field, the off axis ratios were acquired 0.008-0.023 and 0.011-0.028, respectively. Also the shielding ratios of 1 mmPb were acquired 0.868-0.888 and 0.807-0.842, respectively. These results provide data to protect organs at risk outside the radiation treatment field.
The purpose of this study is(was) to investigate the shielding ratio of 1 mmPb and the off axis ratio outside the field edge at depth of 1 cm from a phantom surface for 6 MV photon beam. A dose of 180 cGy was delivered to a depth of 10 cm for a $10{\times}10cm^2$ and $15{\times}15cm^2$ field in the SAD technique. The off axis ratio was calculated by measuring the dose of optically stimulated luminescent nanoDot dosimeters(OSLnDs) positioned at 2, 4 and 6 cm from the field edge, and the center axis of field. And the shielding ratio of 1 mmPb was calculated by measuring the dose of OSLnDs positioned at 2, 4 and 6 cm from the field edge.. As a result, for a $10{\times}10cm^2$ and $15{\times}15cm^2$ field, the off axis ratios were acquired 0.008-0.023 and 0.011-0.028, respectively. Also the shielding ratios of 1 mmPb were acquired 0.868-0.888 and 0.807-0.842, respectively. These results provide data to protect organs at risk outside the radiation treatment field.
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문제 정의
이러한 위험장기의 치료계획에 적용할 수 있는 자료의 필요성이 요구된다. 따라서이 연구는 6 MV 조사야 가장자리 바깥 위치에서 선량 측정, 축외선량비(OAR, off axis ratio), 그리고 1 mmPb 차폐비를 측정으로부터 구하는 데 목적이 있다.
제안 방법
본 연구는 SAD기법으로 물등가고체팬텀의 깊이를 10 cm로 맞춘 후 팬텀 표면으로부터 1 cm 깊이에 OSLnD를 조사야 중심과 조사야 가장자리로부터 바깥 지정된 지점들에 배치하고, 6 MV 광자 빔으로 180 cGy를 조사한다. 그 다음 판독기로부터 각 지점의 선량계의 선량은 측정된다.
측정된 선량으로부터 축외선량비를 산출한다. 또한 축외선량비의 측정 조건과 동일한 기하학에서 조사야 가장자리로부터 바깥 지정된 지점들에 배치된 선량계들을 1 mmPb 납판을 차폐한 후 동일한 선량을 조사하여 선량은 측정된다. 1 mmPb 차 폐비는 조사야 가장자리로부터 바깥 지정된 지점들에서 납 차폐를 안 했을 때 선량에 대한 납 차폐를 했을때 선량의 비로서 산출하여 정량적으로 분석하고자 한다.
또한 축외선량비의 측정 조건과 동일한 기하학에서 조사야 가장자리로부터 바깥 지정된 지점들에 배치된 선량계들을 1 mmPb 납판을 차폐한 후 동일한 선량을 조사하여 선량은 측정된다. 1 mmPb 차 폐비는 조사야 가장자리로부터 바깥 지정된 지점들에서 납 차폐를 안 했을 때 선량에 대한 납 차폐를 했을때 선량의 비로서 산출하여 정량적으로 분석하고자 한다.
선량은 SAD기법으로 조사야 10×10 cm2와 15×15 cm2 에 대해서 깊이 10 ㎝에 180 cGy를 조사한 후 노출된각 지점의 선량계를 판독기로 측정하였다.
선량은 SAD기법으로 조사야 10×10 cm2와 15×15 cm2 에 대해서 깊이 10 cm에 180 cGy를 조사한 후 노출된각 지점의 선량계를 판독기로 측정하였다.
조사야 중심축 및 가장자리 바깥 선량을 측정하기 위한 선량계의 기하학적 배치는 Fig. 1에서 보여주는 바와 같이, 두께 19 cm의 물등가고체팬텀위에 모눈종이를 깔고, SSD 91 cm로 맞추었다. 그 모눈종이 위에 선량계들을 조사야 중심축, 조사야 가장자리로부터 2, 4, 6 cm 바깥지점에 각각 3개의 선량계를 나란히 배치 하였다.
1에서 보여주는 바와 같이, 두께 19 cm의 물등가고체팬텀위에 모눈종이를 깔고, SSD 91 cm로 맞추었다. 그 모눈종이 위에 선량계들을 조사야 중심축, 조사야 가장자리로부터 2, 4, 6 cm 바깥지점에 각각 3개의 선량계를 나란히 배치 하였다. 그 다음에 두께 0.
에 대해서 깊이 10 ㎝에 180 cGy를 조사한 후 노출된각 지점의 선량계를 판독기로 측정하였다. 조사야 가장자리 바깥 선량 측정값은 판독기로부터 측정된 선량값에 에너지 반응 보정인자를 곱하여 산출하였다. 그리고 선량 평균값은 각 지점에서 3개 선량계의 측정값을 평균하여 산출하였다.
에 대해서 깊이 10 ㎝에 180 cGy를 조사한 후 노출된각 지점의 선량계를 판독기로 측정하였다. 조사야 가장자리 바깥 선량 측정값은 판독기로부터 측정된 선량값에 에너지 반응 보정인자를 곱하여 산출하였다. 그리고 선량 평균값은 각 지점에서 3개 선량계의 측정값을 평균하여 산출하였다.
그리고 선량 평균값은 각 지점에서 3개 선량계의 측정값을 평균하여 산출하였다. 산출된 선량 평균값으로부터 축외선량비는 조사야 중심축의 선량 평균값에 대한 조사야 바깥지점의 선량 평균값의 비로서 구하였다.
2에서 보여준다. Fig. 1과 같이 조사야 가장자리로부터 2, 4, 6 cm바깥지점에 각각 3개의 선량계를 나란히 배치하고, 그위에 0.5 cm 볼루스와 0.5 cm 팬텀 평판을 순차적으로 덮고, 그 다음에 1 mmPb 납판을 놓았다.
선량 평균값은 각 지점에서 3개 선량계의 측정값을 평균하여 산출하였다. 조사야 가장자리 바깥 1 mmPb 차폐비는 각 지점에서 납 차폐를 안 했을 때 선량 평균값에 대한 납 차폐를 했을 때 선량 평균값의 비로서 구하였다.
대상 데이터
실험에는 Varian 21iX 선형가속기(Varian Medical System, Milpitas, CA, USA), 물등가고체팬텀(RW3, Scanditronix wellhofer, Germany), 모눈종이, 납판(20 cm×20 cm×0.1 cm), 그리고 볼루스(30 cm×30 cm×0.5 cm)를 사용하였다.
실험에 사용된 10×10cm2와 15×15 cm2의 조사야 가장자리로부터 2, 4, 6 cm 거리에서 평균에너지에 대한 에너지반응인자는 약 1.4이다.
데이터처리
1cm에서 조사야 가장자리로부터 거리의 함수로서 평균 에너지를 발표하였고, 이 값들은 Table 1에서 보여준다[7]. 조사야 가장자리로부터 거리에 대한 평균에너지는 Table 1 자료를 사용하여 Origin Pro 7.5 프로그램의 다항식 맞춤(polynomial fit)으로 산출하였다. 모비트 등( Mobit et al.
조사야 가장자리 바깥 에너지반응인자는 조사야 가장자리로부터 2, 4, 6 cm 거리의 함수로서 평균에너지에 대한 에너지반응인자를 Origin Pro 7.5 프로그램으로 960점(point) 내삽(interpolation)하여 얻었다.
조사야 가장자리 바깥 선량 측정값은 판독기로부터 측정된 선량값에 에너지 반응 보정인자를 곱하여 산출하였다. 그리고 선량 평균값은 각 지점에서 3개 선량계의 측정값을 평균하여 산출하였다. 산출된 선량 평균값으로부터 축외선량비는 조사야 중심축의 선량 평균값에 대한 조사야 바깥지점의 선량 평균값의 비로서 구하였다.
조사야 가장자리 바깥 선량 측정값은 판독기로부터 측정된 선량값에 에너지 반응 보정인자를 곱하여 산출하였다. 그리고 선량 평균값은 각 지점에서 3개 선량계의 측정값을 평균하여 산출하였다. 산출된 선량 평균값으로부터 축외선량비는 조사야 중심축의 선량 평균값에 대한 조사야 바깥지점의 선량 평균값의 비로서 구하였다.
이론/모형
에드워즈 등( Edwards et al.)에 의해 발표된 6 MV 광자 빔의 평균에너지는 팬텀 표면으로부터 0.1 cm 깊이에서 구하였다[7].
성능/효과
실험으로부터 얻어진 조사야 바깥 축외선량비는 조사야 10×10 cm2와 15×15 cm2에서 조사야 가장자리로부터 거리가 증가할수록 감소하였다.
후속연구
결론적으로, 실험으로부터 구한 조사야 가장자리로 부터 거리의 함수로서 평균에너지, 에너지반응인자, 축외선량비, 그리고 1 mmPb 차폐비는 조사야 바깥 위험장기의 체내선량계측뿐만 아니라 인공심장박동기및 삽입형 제세동기를 방사선 손상으로부터 예방하는데 유용한 자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다[11],[12].
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
광자극형광나노닷선량계가 다양한 스펙트럼의 평균에너지에 대하여 불균일한 에너지 반응을 나타내는 이유는 무엇인가?
광자극형광나노닷선량계(optically stimulated luminescent nanoDot dosimeter, OSLnD)는 에너지의존성 때문에 다양한 스펙트럼의 평균에너지에 대하여 불균일한 에너지 반응을 나타낸다[1]-[9]. (near) 방사선치료에 사용되는 선형가속기의 조사야 내에서 선량계교정 위치와 조사야 가장자리 바깥 위치에서 광자 스펙트럼들은 차이가 있다[6]-[9].
6 MV 광자 빔에 대한 에너지반응인자의 정의는 무엇인가?
6 MV 광자 빔에 대한 에너지반응인자의 정의는 6 MV 광자의 물흡수선량에 대한 OSLnD(6 MV)의 광 출력 분의 주어진 빔 품질(Q)의 물흡수선량에 대한 OSLnD(Q)의 광 출력의 비이다[2].
OSLnD를 사용한 조사야 가장자리 바깥 위치에서 선량 측정은 에너지의존성에 대한 보정으로 정확한 측정을 해야하는 이유는 무엇인가?
광자극형광나노닷선량계(optically stimulated luminescent nanoDot dosimeter, OSLnD)는 에너지의존성 때문에 다양한 스펙트럼의 평균에너지에 대하여 불균일한 에너지 반응을 나타낸다[1]-[9]. (near) 방사선치료에 사용되는 선형가속기의 조사야 내에서 선량계교정 위치와 조사야 가장자리 바깥 위치에서 광자 스펙트럼들은 차이가 있다[6]-[9]. 그러므로 OSLnD를 사용한 조사야 가장자리 바깥 위치에서 선량 측정은 에너지의존성에 대한 보정으로 정확한 측정을 하여야 한다.
참고문헌 (12)
J.E. Kim, I.C. Im and H.Y. Lee, "Correction factor for the energy dependence of a optically stimulated luminescence dosimeter in diagnostic radiography", Journal of Korean Society of Radiology, Vol. 5, No. 5, pp. 261-265, 2011.
C.S. Reft, "The energy dependence and dose response of a commercial optically stimulated luminescent detector for kilovotage photon, megavoltage photon, and electron, proton, and carbon beams", Med. Phys., Vol. 36, No. 5, pp. 1690-1699, 2009.
P.H.G. Rosado, M.S. Nogueira, P.L. Squair and P.M.C Oliveira, "Determination of the mean energy for attenuated and unattenuated IEC diagnostic X-ray beams", Inetrnational Nuclear Atlantic Conference, Santos, 2007.
P.H.G. Rosado, M.S. Nogueira, F. genezini and E.C. Vilela, "Measurement of conversion coefficients between free in air kerma and personal dose equivalent for diagnostic X-ray beams", Radiation Measurements, Vol. 43, pp. 968-971, 2008.
Z. Knezevic, L. Stolarczyk, I. Bessieres, J.M. Bordy, S. Miljanic and P. Olko, "Photon dosimetry methods outside the target volume in radiation therapy: Optically stimulated luminescence (OSL), thermoluminescence (TL) and radiophotoluminescence (RPL) dosimetry", Radiation Measurements, Vol. 57, pp. 9-18, 2013.
E.O. Agyingi, P.N. Mobit and D.A. Sandison, "Energy response of an aluminum oxide detector in kilovoltage and Megavoltage photon beams: an EGSnrc monte carlo simulation study", Radiation Protection Dosimetry, Vol. 118, No. 1, pp. 28-31, 2005.
P. Mobit, "Comparison of the ebergy-response factor of LiF and $Al_2O_3$ in radiotherapy beams", Radiation Protection Dosimetry, Vol. 119, No. 1-4, pp. 497-499, 2006.
J.E. Kim, S.H. Kim and H.Y. Lee, "Calibration of Optically Stimulated Luminescent nanoDot Dosimeter for 6 MV Photon Beam" Journal of Korean Society of Radiology, Vol. 7, No. 1, pp.93-98, 2013.
M.F. Chan, Y. Song, L.T. Dauer, J.d. Li, D. Huang and C. Burman, "Estimating dose to implantable cardioverter-defibrillator outside the treatment fields using a skin QED diode, optically stimulated luminescent dosimeters, and LiF thermoluminescent dosimeters", Medical Dosimetry, Vol. 37, No. 98, pp. 334-338, 2012.
A.N. Solan, M.J. Solan, G. Benbarz and M.B. Goodkin, "Treatment of patients with cardiac pacemakers and implantable cardioverter defibrillators during radiotheraphy", Phys. Med. Biol., Vol. 59, No 3, pp. 897-904, 2004.
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