[논문]전자선 Quality Assurance 선량계 개발을 위한 TlBr 물질의 검출성능 평가

양승우; 박성광

doi:10.7742/jksr.2022.16.5.513

초록
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전자선의 정도관리(quality assurance, QA)는 정확한 방사선 치료를 위해 정기적으로 이루어져야한다. 하지만 임상에서 사용되는 QA도구는 X선 위주로 설계되어 있어서 전자선 전용의 QA 선량계가 요구된다. 이에 본 연구에서는 방사선 검출 효율이 뛰어난 브롬화탐륨 물질을 전자선 센서로 활용하여 전자선 검출성능을 측정하고 전자선 전용의 QA 선량계로 적용가능할지를 평가하였다. 평가항목은 재현성, 선형성, 선량률 의존성이며, 선형가속기의 6 MeV, 9 MeV 에너지에서 평가하였다. 재현성 결과, 6 MeV에서는 최대 0.92%, 9 MeV에서는 최대 1.15%의 출력변화를 보여주었다. 선형성 결과평가, 결정계수 R²이 0.9998로 제시되었다. 선량률 의존성 평가 결과, 6 MeV에서는 상대표준편차 0.51%, 9 MeV에서는 상대표준편차 1.07%의 선량률 의존성이 제시되었다. 본 연구에서 제작한 TlBr 센서는 재현성, 선형성, 선량률 의존성의 모든 평가기준을 만족하는 검출성능을 보여준다. 이러한 결과들은 TlBr 선량계가 전자선 전용 QA 선량계로 적용 가능한 것을 의미한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Electron beam quality assurance (QA) should be done regularly for accurate radiation therapy. However, QA tools used in clinical practice are designed mainly for X-rays. So, a dosimeter for electron beam QA is required. Therefore, in this study, the electron beam detection performance was measured b...

Electron beam quality assurance (QA) should be done regularly for accurate radiation therapy. However, QA tools used in clinical practice are designed mainly for X-rays. So, a dosimeter for electron beam QA is required. Therefore, in this study, the electron beam detection performance was measured by using a thorium bromide material as an electron beam sensor. In addition, it was evaluated whether it could be applied with an electron beam QA dosimeter. Reproducibility, linearity, and dose rate dependence were evaluated at 6 MeV and 9 MeV energies. As a result of reproducibility, it showed a maximum output change of 0.92% at 6 MeV and 1.15% at 9 MeV. The linearity result evaluation and determination coefficient were presented as 0.9998. As a result of dose rate dependence evaluation, relative standard deviation 0.51% at 6 MeV and relative standard deviation 1.07% at 9 MeV were presented. The manufactured TlBr sensor shows the ability to detect radiation that meets the criteria for evaluation of reproducibility, linearity, and dose rate dependence. These results mean that the TlBr dosimeter is applicable as an electron beam QA dosimeter.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Fabrication sensor flowchart.
그림 Fig. 2. The schematic diagram of measurement setup.
그림 Fig. 3. Reproducibility of sensor at 6 MeV and 9 MeV.
그림 Fig. 4. Linearity of sensor 6 MeV and 9 MeV.
그림 Fig. 5. Linearity according to dose-rate at 6 MeV and 9 MeV.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 TlBr 센서의 전자선 검출성능을 평가하여 TlBr 물질의 전자선 QA 선량계 적용할 수 있는지를 확인하고자 하였다. Fig.
본 연구는 효율적이면서도 간편하게 전자선 QA가 가능한 선량계를 개발하기 위한 선행 연구로써 방사선 검출효율이 뛰어난 TlBr을 입자침전법을 통한 상대선량계로 제작하고 전자선에 대한 전기적 특성을 분석하여 전자선 전용 QA 선량계로 적용할 수 있는 물질인지를 평가하고자 하였다.
본 연구에서는 입자침천법 방식으로 제작된 TlBr 센서의 전자선 QA 선량계 적용 가능성을 제시하기 위하여 재현성과 선형성, 선량률 의존성을 평가하였다.

제안 방법

TlBr 센서에 대한 선량률 의존성을 평가하기 위하여 선량률에 따른 선형성을 평가하였다. Fig.
입자 침전법은 바인더를 사용한 센서 제작 방법으로 기능성 물질 제작과 대면적 제작이 용이하면서도 제작 단가가 낮은 장점을 가지고 있다. 그리고 제작된 센서는 재현성, 선형성, 선량률 의존성에 따라 전자선 검출성능을 평가하였다.

데이터처리

TlBr 센서에 조사된 조사선량에 따른 신호 반응성을 확인하기 위하여 선형성을 평가하였다. Fig.
센서의 전자선 검출성능을 테스트하기 위하여 LINAC(Vital Beam, Varian, USA)장치를 사용하여 방사선치료영역에서 주로 사용되는 6 MeV와 9 MeV에서의 반응 신호값을 측정하였다. 선량 증가 영역 (build-up)은 물 등가물질인 판상 팬텀(slab phantom, PTW, RW3, Germany)을 사용하여 6 MeV에서는 1.
방사선이 조사되었을 때, 방사선 흡수층에서 생성되는 전하량을 수집하기 위하여 일렉트로미터(Keithley, 6517A, USA)로 1 V/μm의 vias voltage를 인가하고 오실로스코프 (WaveSurfer 510, Teledyne LeCroy, USA)로 신호를 수집하였다. 수집된 전하량은 ACQ 프로그램(Biopac, Acq knowledge 4.2, CANADA)을 사용하여 조사시간 동안의 누적된 전하량을 측정하였다. Fig.

이론/모형

본 연구에서는 TlBr(Kojundo chemical laboratory Inc., Japan)물질에 입자침전법을 적용하여 센서를 제작하였다. 입자 침전법은 바인더를 사용한 센서 제작 방법으로 기능성 물질 제작과 대면적 제작이 용이하면서도 제작 단가가 낮은 장점을 가지고 있다.

성능/효과

본 연구에서 평가한 TlBr 센서는 안정적인 전자선 검출성능을 보여준다. 하지만 본 연구에서는 제작된 센서의 특성상 물 팬텀이 아닌 솔리드 팬텀을 활용하였기에 갭의 공기에 대한 영향이 고려되지 않은 한계가 존재한다.
3은 센서의 재현성 결과를 보여준다. 재현성 측정 결과 6 MeV에서 최대 0.92%의 변화를 보였으며, 9 MeV에서 최대 1.15%의 변화를 보였다.

후속연구

하지만 본 연구에서는 제작된 센서의 특성상 물 팬텀이 아닌 솔리드 팬텀을 활용하였기에 갭의 공기에 대한 영향이 고려되지 않은 한계가 존재한다. 이에 대한 영향을 고려하여 추가적으로 TlBr 물질에 대한 에너지 의존성, 깊이 선량분포, 빔 프로파일 분석 등의 평가가 이루어진다면, TlBr 물질을 사용한 QA용 전자선 선량계 제작이 가능할 것으로 판단된다.
본 연구에서 평가한 TlBr 센서는 안정적인 전자선 검출성능을 보여준다. 하지만 본 연구에서는 제작된 센서의 특성상 물 팬텀이 아닌 솔리드 팬텀을 활용하였기에 갭의 공기에 대한 영향이 고려되지 않은 한계가 존재한다. 이에 대한 영향을 고려하여 추가적으로 TlBr 물질에 대한 에너지 의존성, 깊이 선량분포, 빔 프로파일 분석 등의 평가가 이루어진다면, TlBr 물질을 사용한 QA용 전자선 선량계 제작이 가능할 것으로 판단된다.

참고문헌 (9)

F. M. Khan, The Physics of Radiation Therapy, 4th ed, Williams & Wilkins, 2009
Y. Katsunori,, T. Yuya, T. Masato, A. Yuk, M. Daiki, F. Yoshiki, M. Akihiro, I. Minoru, I. Hiromichi, H. Kazushige, "Practical use of a plastic scintillator for quality assurance of electron beam therapy", Physics in Medicine and Biology, Vol. 62, No. 11, pp. 4551-4570, 2017. https://doi.org/10.1088/1361-6560/aa67cc

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B. J. Gerbi, J. A. Antolak, F. C. Deibel, D. S. Followill, M. G. Herman, P. D. Higgins, M. S. Huq, D. N. Mihailidis, E. D. Yorke, K. R. Hogstrom, F. M. Khan, "Recommendations for clinical electron beam dosimetry: Supplement to the recommendations of Task Group 25", Medical Physics, Vol. 36, No. 7, pp. 3239-3279, 2009. https://doi.org/10.1118/1.3125820

상세보기
F. M. Khan, K. P. Doppke, K. R. Hogstrom, G. J. Kutcher, R. Nath, S. C. Prasad, J. A. Purdy, M. Rozenfeld, B. L. Werner, "Clinical electron-beam dosimetry: Report of AAPM Radiation Therapy Committee Task Group No. 25", Medical Physics, Vol. 18, No. 1, pp. 73-109, 1991. https://doi.org/10.1118/1.596695

상세보기
P. R. Almond, P. J. Biggs, B. M. Coursey, W. F. Hanson, M. S. Huq, R. Nath, D. W. O. Rogers, "AAPM's TG-51 protocol for clinical reference dosimetry of high-energy photon and electron beams", Medical Physics, Vol. 26, No. 9, pp. 1847-1870, 2000. https://doi.org/10.1118/1.598691

상세보기
Z. Li, "Radiation damage effects in Si materials and detectors and rad-hard Si detectors for SLHC", Journal of Instrumentation, Vol. 4, No. 3, pp. 3011, 2009. https://doi.org/10.1088/1748-0221/4/03/p03011

상세보기
P. R. Bennett, K. S. Shah, L. J. Cirignano, M. B. Klugerman, L. P. Moy, F. Olschner, M. R. Squillante, "Characterization of polycrystalline TlBr films for radiographic detectors", IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. 46, No. 3, pp. 266-270, 1999. https://doi.org/10.1109/23.775525

상세보기
M. J. Han, Y. H. Shin, S. W. Yang, K. M. Oh, H. L. Cho, S. K. Park, "Evaluation of polycrystalline thallium (I) bromide dosimeter for radiotherapy quality assurance", Journal of Instrumentation, Vol. 15, No. 6, pp. 6014, 2020. https://doi.org/10.1088/1748-0221/15/06/p06014

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E. E. Klein, J. Hanley, J. Bayouth, F. F. Yin, W. Simon, S. Dresser, C. Serago, F. Aguirre, L. Ma, B. Arjomandy, C. Liu, C. Sandin, T. Holmes, "Task Group 142 report: Quality assurance of medical accelerators", Medical Physics, Vol. 36, No. 9, pp. 4197-4212, 2009. https://doi.org/10.1118/1.3190392

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