방사선 입체조형치료용 다엽콜리메이터의 특성과 조직내 선량분포 측정 = Dose Distribution and Characterization for Radiation Fields of Multileaf Collimator System

국문 초록 (Abstract)

목적: 다엽콜리메이터를 이용하여 부정형의 치료부위를 편리하고 정확히 차페하며, 삼차원 입체조형치료를 원활히 수행하기 위하여 다엽콜리메이터의 차폐특성을 계측하고 치료계획을 위한 최적방법을 확정한다.
대상 및 방법 : 차폐폭이 1cm이고 길이가 15cm인 52개의 금속차폐엽들이 양방향 각각 26개로 구성되어 컴퓨터계획에 의거 여러모양의 차폐면을 구사할 수 있는 다엽콜리메이터(Multileaf collimator)를 대상으로 방사선 치료에 요구되는 고에너지 방사선의 출력선량을, 차폐및 투과효과, 반음영, 조직내 선량 분포등을 전리함측정기와 열형광측정기 및 필름 선량측정방법을 이용하여 계측하였다. 다엽콜리메이터의 계단식 반음영 측정은 고체팬텀과 비디오밀도측정기를 이용하여 실효반음영(Effective penumbra)과 일반적반음영General penumbra)으로 구분 평가하였다.
결과 : 다엽콜리메이터의 출력선량율은 표준차폐조리개에 비교하여 출력 선량율 이 1-2%증가 되었으며 치료오차 이내로 평가되었다. 다엽콜리메이터의 방사선투과 선량율은 6-10MV X선에서 평균2%로 표준 차폐조리개보다 컸지만 혼합차폐벽돌보다 적었다. 원형으로 형성된 차폐엽 끝 면의 조사선량은 약20%증가 되었으며 엽과 엽사이의 선량은 6mm폭의 5%증가로 심부치료에 영향이 없었다. 다엽콜리메이터의 실효반음영(20-80%)은 약6mm로서 혼합차폐벽돌과 거의 같았으나 중심선에서 벗어날수록 2-3%증가되었다. 다엽콜리메이터에 의한 계단식 모양의 반음영은 6-10MV x-선에서 차폐면 경사각이 45도일 때 약 11mm로 가장 컸으며 방사선속에 평행히 절단된 차폐벽돌보다 약 5mm더 증가되었다.
결론 : 다엽콜리메이터는 1cm폭의 차폐엽들로 구성되어 계단식 차폐면에 대한 반음영이 다소 증가되고 있지만 조직내부의 다문조사 경우 반음영이 완화되므로 부정형 조사면 차폐에 적당하며 방사선 입체조형치료를 수행할 수 있는 가장 적당한 차폐기구로 생각된다

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Purpose : Multileaf collimator(MLC) is very suitable tool for conformal radiotherapy and commissioning measurements for a multileaf collimator installed on a dual energy accelerator with 6 and 10MV photons are required. For modeling the collimator with treament planning software. detailed dosimetric characterization of the multilef collimator including the penumbra width, leaf transmission between leaf leakage and localization of the leaf ends and sides is an essential requirement.
Materials and Methods : Measurement of characteristic data of the MLC with 26 pair block leaves installed on CLINAC 2100C linear accelerator was performed. Low sensitive radiographic film(X-omatV) was used for the penumbra measurement and separate experiments using radiographic film and thermoluminescent dosimeters were performed to verify the dose distribution. Measured films were analized with a photodensitometer of WP700i scanner.
Results : For 6&10 MV x-ray energies. approximately 2.0% of photons incident on the multileaf collimator were transmitted and an additional 0.5% leakage occurs between the leaves. Localizing the physical end of the leaves showed less than 1mm deviation from the 50% decrement line and this difference is attributed to the curved shaped end on the leaves. One side of a single leaf corresponded to the 50% decrement line, but the opposite face was aligned with a lower value. This difference is due to the tongue and groove rsed to decrease between leaf leakage.
Alignment of the leaves to form a straight edge resulted larger penumbra at far position from isocenter as compare with divergent alloy blocks. When the MLC edge is stepped by sioping field, the isodose lines follow the leaf pattern and produce scallopoing isodose curves in tissue. The effective penumbra by 45 degree stepped MLC is about 10mm at 10cm depth for 6MV x-ray. The difference of effective penumbra in deep tissue between MLC and divergent alloy blocks is small(5mm).
Conclusion : Using the characteristic data of MLC. the MLC has the clinlical acceptability and suitability for 3-D conformal radiotherapy except small field size.