Optimization of Dose Distribution for LINAC-based Radiosurgery with Multiple Isocenters

LINAC 뇌정위적 방사선 수술시 Multiple Isocenters를 이용한 최적 선량분포 계획

The current LINAC technique for radiosurgery utilizes a single isocenter approach with multiple noncoplanar arcs. This approach results in spherical dose distributions in the target. Many arteriovenous malformations and tumors suitable for radiosurgical treatment have non-spherical or irregular shapes. The basic approach presented in this paper is to use two or multiple isocenters with standard arcs to shape irregular target volumes through the use of multiple spherical targets. Selection of reasonable irradiation parameters in the first stage is critical to the success of real-time optimization. A useful guideline for optimum isocenter separation and collimator size is developed to shape the target margin uniformly with an desired isodose surface for an elongated target. The implementation of multiple isocenters with three dimensional dose model and application of multiple isocenters approach to several cases are discussed.

LINAC 뇌정위적 방사선 수술은 주로 multiple noncoplanar arc를 이용한 single isocenter를 이용하고 있다. 이러한 방법에 의하면 구형선량 분포를 얻게 되는데, 뇌동정맥 기형이나 뇌종양의 경우 구형이 아닌 임의의 형태를 가진 경우도 많다. 본 논문에서는 임의의 병소형태에 대하여 multiple isocenters를 이용하여 병소모양과 같은 형태의 선량분포를 얻는 방법에 대하여 논하고져 한다. 적당한 조사변수들을 처음에 잘 선정하는 것은, 빠른 시간내에 최적선량 계획을 수행하는데 중요하다. 긴 병소모양에 대하여 같은 형태의 선량분포를 얻기 위한 isocenter 간격 및 조사면에 대한 guideline이 만들어졌다. 특히, 3차원 선량분포를 이용한 multiple isocenters의 응용에 대하여 논하여진다.