연령 확산 이론에 의한 전자선의 조직내 선량분포 평가

Evaluation of Electron Beam Dose Distribution by Age Diffusion Equation

고에너지 전자선은 방사선치료에서 중요한 역할을 담당하고 있으나 전하를 갖인 입자로서 인체조직과 상호작용이 복잡하여 조직내 전자선량분포를 정확히 표현하기에는 매우 어렵다. 전자선분포를 계산하는 데는 심부율과 평면분포율등 여러방법이 제시되고 있었으나 수학적 모형을 이용하는 것이 가장 신속하고 다양한 계산을 수행할수 있는 수단으로 알려져 왔으며 컴퓨터의 발달과 병행하여 실요화 되고 있다. 저자들은 연령확산방정식을 기초로한 수식적 모델을 도입하고 연세암센터에 설치된 선형가속기에서 측정된 전자선의 분포를 이용하여 실험식의 상수인자를 결정 삽입하므로서 조직내 어떤 깊이 어느 지점에서도 정확한 선량이 계산될 수 있는 실험식을 완성하였다. 사용자는 연령확산 실험식에서 전자선의 에너지와 조사면 그리고 선원간의 거리만 입력하면 조직내 전자선의 심부율과 등선량곡선을 정확히 예측할 수가 있고 고선량부위에서는 위축되고 저선량부위에서는 확산되는 등선량곡선의 모양을 정확히 기술할 수 있으며 컴퓨터에 의한 선량계획은 어떤 입상상태에서도 간단하고 신속하게 표시할 수 있었다. 전자선의 에너지 6-20MeV 에서 심부율의 정확도는 섬부율 50%이상일 때는 2% 이내이며 낮은 심부율 부위에서는 5%의 오차를 가졌고 조사면 6$\times$6$cm^2$에서 25$\times$25$cm^2$에 대한 심부율 오차는 3% 이내이며 확산오차는 3mm 이하로서 정확성이 비교적 높았다.

Electron beams have found unique and complementary used in the treatment of cancer, but it's very difficult to delineate dose distribution, because of multi-collisions. Numerical solution is more usefull to describe electron distributed in tissue. A semi-empirical eqution is given for the dose at any point at various depths in water. This equation is a modificated model which was based on solutions of a general age diffusion equation. Parameters have been calulated from electron beams data with energies 6～18MeV form a LINAC for use in computerised dosimetry calculations. The depth doses and isodose curves are predicted as a function of the practical range, source skin distance and field size. Depth dose accuracy have been achieved 2% above 50% depth dose and 5% at lower doses, relative to maximum dose. Also, the shape of the isodose curves with the constrictions at higher dose and bulging ot lower values are accurately predicted. Computer calculated beams have been used to generate ever isodose distribution for certain clinical situations.