Optimization of Dose Distribution for High Dose Rate Intraluminal Therapy

고선량율 관내 방사선치료를 위한 종양선량분포의 최적화에 대한 연구

The use of high dose rate remote afterloading system for the treatment of intraluminal lesions necessitates the need for a more accurate of dose distributions around the high intensity brachytherapy sources, doses are often prescribed to a distance of few centimeters from the linear source, and in this range the dose distribution is very difficult to assess. Accurated and optimized dose calculation with stable numerical algorithms by PC level computer was required to treatment intraluminal lesions by high dose rate brachytherapy system. The exposure rate from sources was calculated with Sievert integral and dose rate in tissue was calculated with Meisberger equation, An algorithm for generating a treatment plan with optimized dose distribution was developed for high dose rate intraluminal radiotherapy. The treatment volume becomes the locus of the constrained target surface points that is the specified radial distance from the source dwelling positions. The treatment target volume may be alternately outlined on an x-ray film of the implant dummy sources. The routine used a linear programming formulism to compute which dwell time at each position to irradiate the constrained dose rate at the target surface points while minimizing the total volume integrated dose to the patient. The exposure rate and the dose distribution to be confirmed the result of calculation with algorithm were measured with film dosimetry, TLD and small size ion chambers.

원격조종 아프터로딩에 의한 고선량율 관내삽입조사는 체내 발생된 종양에 방사선원을 근접시켜 치료하는 방사선요법으로서 신속한 선량계산과 선량의 정확성 및 다양한 모양의 최적선량분포가 요구된다. 저자들은 크기가 작고 선량율이 높은 고선량율의 방사성동위원소에 대한 정확한 조사선량과 최적선량분포를 얻기 위하여 수학적인 콤퓨터 계산프로그램과 실측으로서 비교하였다. 고선량율 선원에 의한 방사선 조사선량과 조직내 흡수선량분포는 각각 Sievert적분식과 Meisberger의 다항식을 이용하여 작성하였다. 종양크기와 모양에 가장 알맞는 선량분포의 최적화를 실현하기 위하여 저자들은 치료기준점의 선량을 일정한 값으로 고정시키고 선원의 조사시간을 조정하는 선형반복 계산방정식을 이용하였다. 모형선원이 장착된 아프터로딩관을 삽입하고 조준엑스선으로 촬영하여 종양부위를 결정한 후 콤퓨터의 도움으로 아프터로딩관의 축과 평행한 등량곡선 또는 과일모양의 선량분포 및 기관지 모양의 등선량분포가 성취되도록 선량최적화를 시행하였고 선량계에 의한 실측치와 오차가 $3\%$이하로 잘 일치하였다.