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세기조절방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy; IMRT)의 정도보증(Quality Assurance)
조병철(Byung Chul Cho),박석원(Suk Won Park),오도훈(Do Hoon Oh),배훈식(Hoons ik Bae) 대한방사선종양학회 2001 Radiation Oncology Journal Vol.19 No.3
목 적 :세기조절방사선치료의 임상적용을 위한 정도보증 절차를 확립하고, 실제 치료환자 1례에 대한 적용 과정을 보고하고자 한다. 대상 및 방법 :본원에서는 세기조절방사선치료를 시행하기 위해 역방향 치료계획(inverse planning) 시스템으로 P3IMRT (ADAC, 미국)와 다엽콜리메이터(Multileaf collimator; MLC)가 부착된 방사선치료용 선형가속기 Primus(Siemens, 미국)를 사용하였다. 먼저 다엽콜리메이터에 대한 위치의 정확성, 재현성, leaf transmission factor를 측정하였다. 또한 소조사면에 대한 치료계획시스템의 commissioning을 실시하였다. 이를 이용하여 C자 형태의 가상PTV (Planning Target Volume)에 대해 9개의 빔을 사용하여 세기변조 조사빔을 설계하여, 이를 팬톰 내에서 절대선량 및 상대선량을 측정하여 비교, 분석하였다. 실제 6개의 세기변조 조사빔을 사용하여 치료를 시행한 전립선암 환자를 대상으로, 팬톰내에서 재 계산된 선량계산 결과를 0.015 cc 미소전리함, 다이오드선량계(Scanditronix, 스웨덴), 필름 선량계, 그리고 선형배열다중검출기(array detector) 등을 사용하여 절대선량 및 상대선량을 평가하였다. 결 과 :MLC 위치 정확도는 1 mm 이내이었으며, 재현성은 0.5 mm 내외로 평가되었고, leaf transmission 인자는 10MV 광자선에 대해서 interleaf leakage의 경우, 1.9%, midleaf leakage의 경우, 0.9%로 측정되었다. 필름, 다이오드선량계, 미소전리함, 물팬톰용 전리함(0.125 cc) 등의 반음영을 측정해 본 결과, 물팬톰용 전리함으로 측정된 반음영영역(80∼20%)은 필름에 비해 2 mm 가량 크며, 최소 beamlet의 크기가 5 mm 임을 감안할 때 부적합한 것으로 판명되었다. RTP commissioning 후 계산 선량은 1×1 cm2 크기 소조사면에서의 측정치와 2% 범위 내에서 일치하였다. C자 형태의 PTV에 대한 9개의 세기변조된 조사빔에 대한 2회에 걸친 치료중심점에서의 절대선량 측정결과 개별 조사빔에 대하여는 10% 이상 차이를 보였으나 총 선량은 2% 이내에서 일치하였다. 필름을 이용한 선량분포도도 계산치와 비교적 잘 일치하였다. 실제 치료환자의 팬톰 내에서의 절대선량 측정 결과 총 선량은 1.5% 차이를 보였다. 각 조사빔에 대해 중심 leaf의 측방선량분포도를 필름 및 선형배열다중검출기를 사용하여 측정하였으며, 조사면 밖에서 계산선량이 2% 내외로 작게 나타났으나, 특정 위치를 제외하고는 3% 이내로 잘 일치함을 확인하였다. 결 론 :세기조절방사선치료를 위해서는 다엽콜리메이터의 위치에 대한 보다 정밀한 정도관리 절차가 개발되어야 될 것으로 판단되며, 조사빔내 세기패턴을 효율적으로 확인할 수 있는 정도보증 절차가 필요할 것으로 사료된다. 본원에서는 팬톰 내에서의 치료중심점과 같이 특정 지점에서의 절대선량 확인 및 필름 혹은 선형배열다중검출기를 사용한 세기분포 패턴의 확인 과정을 통하여, 이를 적절히 병행하여 사용함으로써 세기조절방사선치료에 적합한 정도관리를 시행할 수 있었다. Purpose : To setup procedures of quality assurance (QA) for implementing intens ity modulated radiation therapy (IMRT) clinically, report QA procedures performed for one patient with prostate cancer. Materials and methods : P3 IMRT (ADAC) and linear accelerator (Siemens) with multileaf collimator are used to implement IMRT. At first, the pos itional accuracy, reproducibility of MLC, and leaf transmission factor were evaluated. RTP commiss ioning was performed again to cons ider small field effect. After RTP recommiss ioning, a test plan of a C- shaped PTV was made us ing 9 intens ity modulated beams , and the calculated isocenter dose was compared with the measured one in solid water phantom. As a patientspecific IMRT QA, one patient with prostate cancer was planned us ing 6 beams of tota l 74 segmented fields . The same beams were used to recalculate dose in a solid water phantom. Dose of these beams were measured with a 0.015 cc micro- ionization chamber, a diode detector, films , and a n array detector and compared with calculated one. Results : The positioning accuracy of MLC was about 1 mm, a nd the reproducibility was around 0.5 mm. For leaf transmiss ion factor for 10 MV photon beams , interleaf lea kage was measured 1.9% and midleaf leakage 0.9% relative to 10×10 cm2 open filed. Penumbra measured with film, diode detector, microionization chamber, and conventional 0.125 cc chamber showed that 80∼20% penumbra width measured with a 0.125 cc chamber was 2 mm larger than that of film, which mea ns a 0.125 cc ionization chamber was unacceptable for measuring small field such like 0.5 cm beamlet. After RTP recommissioning, the discrepancy between the measured and calculated dose profile for a small field of 1×1 cm2 s ize was less than 2%. The isocenter dose of the test plan of C- sha ped PTV was measured two times with micro- ionization chamber in solid phantom showed that the errors upto 12% for individual beam, but total dose delivered were agreed with the calculated within 2%. The transverse dose distribution measured with EC- L film was agreed with the calculated one in general. The isocenter dose for the patient measured in solid phantom was agreed within 1.5%. Off- axis dose profiles of each individual beam at the position of the central leaf measured with film and array detector were found that at out- of- the- field region, the calculated dose underestimates about 2%, at ins ide- the- field the measured one was agreed within 3%, except some pos ition. Conclusion : It is necessary more tight quality control of MLC for IMRT relative to conventional large field treatment and to develop QA procedures to check intens ity pattern more efficiently. At the conclus ion, we did setup an appropriate QA procedures for IMRT by a series of verifications including the measurement of absolute dose at the isocenter with a micro- ionization chamber, film dosimetry for verifying intens ity pattern, and another measurement with an array detector for comparing off- axis dose profile.
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