선량계측인자에 따른 기능강화동적쐐기와 금속쐐기의 비교

이정우,홍세미,최경식,전진범,최보영,장흥석,서태석 한국의학물리학회 2005 의학물리 Vol.16 No.2

For clinical implementation of Enhanced Dynamic Wedge (EDW), it is necessary to adequately analyze and commission its dosimetric properties in comparison to common physical metal wedge (MTW). This study was implemented with the essential measurements of parameters for clinical application, such as percentage depth dose, peripheral dose, surface dose, effective wedge factor, and wedge profile. In addition, through the comparison study of EDW with open and MTW, the analysis was performed to characterize the EDW. We also compared EDW dose profiles of measured values using chamber array 24 (CA24) with calculated values using radiation treatment planning system. PDDs of EDW showed good agreements between 0.2~0.5% of open beam, but 2% differences with MTW. In the result of the measurements of peripheral dose, it was shown that MTW was about 1% higher than open field and EDW. The surface doses of 60° MTW showed 10% lower than the others. We found that effective wedge factor of EDW had linear relationships according to Y jaw sizes and was independent of X jaw sizes and was independent of X jaw sizes and asymmetric Y jaw opening. In comparison with measured values and calculate values from Golden-STT based radiation treatment planning system (RTP system), it showed very good agreement within difference of 1%. It could be concluded that EDW is a very reliable and useful tool as a beam modification substitute for conventional MTW. 기능강화동적쐐기는 쐐기 형태의 선량 분포를 만드는 방법과 선량 특성적인 면에서 금속쐐기와 상당한 차이를 가지고 있다. 기능강화동적쐐기의 임상적용을 위해서는 금속쐐기와 다른 선량특성을 분석하고 이에 따른 적절한 커미셔닝이 필수적이다. 본 연구의 목적은 기본 선량계측인자에 기초한 기능강화동적쐐기와 금속쐐기의 선량특성을 분석하는 데 있다. 선량 계측학적 특성을 나타내는 심부선량분포, 조사면 주변 선량, 표면선량, 실효 쐐기인자, 쐐기의 선량측면도를 측정, 분석하였다. 또한 열린 조사면과 금속쐐기와의 비교측정을 통해 기능강화동적쐐기가 가지고 있는 고유한 특성을 분석하였다. 기능강화동적쐐기의 선량측면도 측정은 Chamber Array 24 (CA24)를 이용하였으며, Golden Segmented Treatment Table (Golden-STT)로 구현한 치료 계획 장치의 계산값과 비교하였다. 또한 실효쐐기인자측정은 각각의 X, Y 콜리메이터에 따른 특성을 분석하였다. 심부 선량 백분율측정에서 열린 조사면과 기능강화쐐기의 비교결과, 0.2~0.5% 이내로 일치하였고, 금속 쐐기인 경우 약 2%의 비교적 큰 차이를 보였다. 조사면 주변선량측정에서는 금속쐐기가 약 1% 높았다. 표면선량 측정 결과, 금속쐐기가 약 10% 낮게 평가되었다. 기능강화쐐기의 실효쐐기인자는 Y jaw가 커짐에 따라 연속적으로 감소됨을 알 수 있었다. X jaw에 따른 쐐기인자 의존도 측정에서는 X jaw에 따른 의존도는 거의 없는 것으로 평가되었다. 또한 비대칭 조사면의 쐐기 인자측정에서는 비대칭에 상관없이 Y jaw의 크기만 같으면 실효쐐기인자가 같았다. 선량측면도 측정에서는 CA24를 이용해 얻은 실측값과 Golden STT로 Cadplan에서 구현한 계산값이 1%이내로 일치하였다. 본 연구를 통해 기능강화동적쐐기가 가지고 있는 특성을 분석하였으며, 금속쐐기를 대체할 수 있는 유용한 도구임을 알 수 있었다.

Comparison of Enhanced Dynamic Wedge with Physical Metal Wedge based on the Basic Dosimetric Parameters

이정우,홍세미,최경식,정진범,최보영,장홍석,서태석,Lee Jeong-Woo,Hong Semie,Choi Kyoung-Sik,Chung Jin-Beom,Choe Bo-Young,Jang Hong Seok,Suh Tae-Suk Korean Society of Medical Physics 2005 의학물리 Vol.16 No.2

기능강화동적쐐기는 쐐기 형태의 선량 분포를 만드는 방법과 선량 특성적인 면에서 금속쐐기와 상당한 차이를 가지고 있다. 기능강화동적쐐기의 임상적용을 위해서는 금속쐐기와 다른 선량특성을 분석하고 이에 따른 적절한 커미셔닝이 필수적이다. 본 연구의 목적은 기본 선량계측인자에 기초한 기능강화동적래기와 금속쐐기의 선량특성을 분석하는 데 있다 선량 계측학적 특성을 나타내는 심부선량분포, 조사면 주변 선량, 표면선량, 실효 쐐기인자, 쐐기의 선량측면도를 측정, 분석하였다. 또한 열린 조사면과 금속쐐기와의 비교측정을 통해 기능강화동적쐐기가 가지고 있는 고유한 특성을 분석하였다. 기능강화동적쐐기의 선량측면도 측정은 Chamber Array 24 (CP24)를 이용하였으며, Golden Segmented Treatment Table (Golden-577)로 구현한 치료 계획 장치의 계산 값과 비교하였다. 또한 실호쐐기인자 측정은 각각의 X, Y 콜리메이터에 따른 특성을 분석하였다. 심부 선량 백분율측정에서 열린 조사면과 기능강화쐐기의 비교결과, $0.2\~0.5\%$ 이내로 일치하였고, 금속 쐐기인 경우 약 $2\%$의 비교적 큰 차이를 보였다. 조사면 주변선량측정에서는 금속쐐기가 약 $1\%$ 높았다. 표면선량 측정 결과, 금속쐐기가 약 $10\%$ 낮게 평가되었다 기능강화쐐기의 실효쐐기인자는 Y jaw가 커짐에 따라 연속적으로 감소됨을 알 수 있었다. X jaw에 따른 쐐기인자 의존도 측정에서는 X jaw에 따른 의존도는 거의 없는 것으로 평가되었다. 또한 비대칭 조사면의 쐐기 인자측정에서는 비대칭에 상관없이 Y jaw의 크기만 같으면 실효쐐기인자가 같았다. 선량측면도 측정에서는 CA24를 이용해 얻은 실측값과 Golden STT로 Cadplan에서 구현한 계산 값이 $1\%$이내로 일치하였다. 본 연구를 통해 기능강화동적쐐기가 가지고 있는 특성을 분석하였으며, 금속쐐기를 대체할 수 있는 유용한 도구임을 알 수 있었다. For clinical implementation of Enhanced Dynamic Wedge (EDW), it is necessary to adequately analyze and commission its dosimetric properties in comparison to common physical metal wedge (MTW). This study was implemented with the essential measurements of parameters for clinical application, such as percentage depth dose, peripheral dose, surface dose, effective wedge factor, and wedge profile. In addition, through the comparison study of EDW with open and MTW, the analysis was performed to characterize the EDW. We also compared EDW dose profiles of measured values using chamber array 24 (CA24) with calculated values using radiation treatment planning system. PDDs of EDW showed good agreements between $0.2\~0.5\%$ of open beam, but $2\%$ differences with MTW. In the result of the measurements of peripheral dose, it was shown that MTW was about $1\%$ higher than open field and EDW. The surface doses of $60^{\circ}$ MTW showed 10% lower than the others. We found that effective wedge factor of EDW had linear relationships according to Y jaw sizes and was independent of X jaw sizes and was independent of X jaw sizes and asymmetric Y jaw opening. In comparison with measured values and calculate values from Golden-STT based radiation treatment planning system (RTP system), it showed very good agreement within difference of $1\%$. It could be concluded that EDW is a very reliable and useful tool as a beam modification substitute for conventional MTW.

역방향 조사방식을 통한 동적쐐기의 품질관리

이정우,홍세미,서태석,Lee Jeong Woo,Hong Semie,Suh Tae Suk 한국의학물리학회 2004 의학물리 Vol.15 No.3

쐐기형태의 선량분포를 만드는 데 이용되는 선형가속기에 장착된 동적쐐기(EDW; Enhanced Dynamic Wedge)의 품질관리를 위한 간단한 방법을 고안하였다. 선량 프로파일의 품질관리를 위해서는 필름 선량측정 장비와 필름 스캐너, 고 에너지 선량 측정용 필름, 필름 농도계, 삼차원 치료 계획 장치가 사용되었다. 역방향 60$^{\circ}$ 동적쐐기를 각각 한 필름에 조사(이하 60$^{\circ}$REWP; 60$^{\circ}$ Reversed Wedge Pair)하고, 이를 통해 얻어진 선량 프로파일의 선량 대칭도를 정량적으로 분석하였으며, 동적쐐기 구동이 중간에 멈춘 경우 이를 보상하는 부분 보상조사(Partial treatment mode)도 비교하였다. 또한 측정 된 자료들을 구간선량표(Golden STT; Segmented Treatment Table) 로 구현한 삼차원 치료 계획 장치의 계산치와 비교하였다 60$^{\circ}$REWP의 실험을 통해 역방향 쐐기의 효과가 1% 이내에서 잘 상쇄되었음을 알 수 있었으며 이 자료를 기준으로 한 품질관리의 타당성을 확보할 수 있었다. 실효쐐기인자의 품질관리를 위해서는 쐐기 각도 $10^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 25$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$에 대해 실측하였고, 구간선량표에서 보정인자를 유도하여 동적쐐기 조사 시 자동으로 생성되는 로그 파일을 참조하여 실효 쐐기인자 계산치를 얻어내어 비교하였다. 이 방법을 통해 별도의 측정 장비 없이 용이하게 쐐기인자의 이상 유무를 파악할 수 있었다. 기존의 복잡한 품질관리의 방법을 단순화하고 효율을 극대화시킴으로써 측정에서 분석까지 1시간 내에 동적 쐐기의 품질관리를 수행할 수 있었다. 동적쐐기는 금속쐐기와 달리 선량률과 Y축 콜리메이터의 움직임에 따라 부정확도의 잠재가능성을 갖고 있으므로 수시 품질관리가 필수적인데 본 연구방법을 이용하면 단순하면서도 효율을 극대화할 수 있어 동적쐐기를 이용한 방사선치료의 안전도를 높일 수 있었다. A simplistic quality assurance (QA) method was designed for a Linac built-in enhanced dynamic wedge (EDW), which can be utilized to make wedged beam distributions. For the purpose of implementing the EDW symmetry QA, a film dosimetry system, low speedy dosimetry film, film densitometer and 3D RTP system were used, and the films irradiated by means of a 60$^{\circ}$ Reversed wedge pair (REWP) method. The profiles were then analyzed in terms of their symmetries, including partial treatment, which is the case of stopping it abruptly during EDW irradiation, and the measured and calculated values compared using the Cad Plan Golden Segmented Treatment Table (Golden STT). The result of this experiment was in good agreement, within 1 %, of the 'reversed wedge pair counterbalance effect'. For the QA of the effective wedge factor (EWF), the authors measured EWFs in relation to the 10$^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 25$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$ and 60$^{\circ}$ EDW, which were compared with the calculated values using the correction factor derived from the Golden STT and the log files produced automatically during the process of EDW irradiation. By means of this method it was capable of check up the safety of effective wedge factor without any other dosimetry system. The EDW QA was able to be completed within 1 hour from irradiation to analysis as a consequence of the simplified QA procedure, with maximized effectiveness. Unlike the metal wedge system, the EDW system was heavily dependent on the dose rates and jaw movements; therefore, its features could potentially cause inaccuracy. The frequent simplistic QA for the EDW is essential, and could secure against the flaw of dynamic treatment that uses the EDW.